[發明專利]多晶硅錠及其制造方法、太陽能電池

有效

• 申請號: 201210017969.0
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102797037A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 鄭志東;湯旋;彭春秋;石鄖熙;翟蕊;李娟;劉文濤
• 申請（專利權）人: 浙江思博恩新材料科技有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06;H01L31/0368;G01F23/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

1.一種多晶硅錠的制造方法，其特征在于，包括：

在多晶硅錠生長爐內的容器底部鋪設籽晶，形成籽晶層；

將固態的硅原料裝載到所述籽晶層的上方；

對所述容器進行加熱，熔化所述硅原料和部分所述籽晶層，以形成液體層，在未熔化的籽晶層和所述液體層之間得到固液界面，其中，在該加熱過程中監控所述固液界面的位置，至少保持與所述容器底部接觸的部分籽晶層為固態，該加熱過程具體為：對所述容器進行加熱，保持容器頂部溫度高于硅的熔點，容器底部溫度低于硅的熔點，形成垂直于容器底部的溫度梯度，使所述容器中的硅原料和部分籽晶從上往下依次熔化，并保持部分籽晶層為固態；

控制所述多晶硅錠生長爐內的熱場，對所述液體層進行結晶形成結晶層，以使固液界面向遠離所述容器底部的方向移動，完成多晶硅錠的生長，該過程具體為：調整所述容器頂部和/或底部的加熱設備的功率，改變爐內熱場，形成垂直于容器底部的溫度梯度，對所述液體層進行結晶，所述容器內的溫度沿垂直于容器底部向上的方向逐漸上。

2.根據權利要求1所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述控制所述多晶硅錠生長爐內的熱場，對所述液體層進行結晶形成結晶層，以使固液界面向遠離所述容器底部的方向移動，完成多晶硅錠的生長的過程具體為：

控制所述多晶硅錠生長爐內的熱場，對所述液體層進行結晶形成結晶層，以使固液界面向遠離所述容器底部的方向移動；

所述固液界面向遠離所述容器底部的方向移動相應距離后，進入回熔結晶過程，至少執行一次所述回熔結晶過程后，得到多晶硅錠；

其中，所述回熔結晶過程包括，控制所述多晶硅錠生長爐內的熱場，對所述結晶層進行回熔，使所述固液界面向靠近所述容器底部的方向移動，之后，控制所述多晶硅錠生長爐內的熱場，對液體層進行結晶，以使所述固液界面向遠離所述容器底部的方向移動，所述固液界面向靠近所述容器底部的方向移動的距離小于所述固液界面向遠離所述容器底部的方向移動的距離。

3.根據權利要求2所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述對所述容器進行加熱過程中，保持所述固液界面與所述容器的底部基本平行。

4.根據權利要求1或3所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述熔化所述硅原料和部分所述籽晶層的過程中，控制所述容器底部下方的基座底部的溫度在1320℃-1420℃之間，控制所述容器上部的溫度在1450℃-1600℃之間，以在所述容器中形成垂直的溫度梯度。

5.根據權利要求4所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，控制所述多晶硅錠生長爐內的熱場，對所述液體層進行結晶形成結晶層之前還包括：

在熔化所述硅原料和部分所述籽晶層的過程中，監控所述固液界面的位置，對固液界面的高度進行測量；

當測量得到的固液界面的高度小于所述籽晶層的厚度時，開始對所述液體層進行結晶。

6.根據權利要求5所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述對固液界面的高度進行測量的方式為，采用固液界面監測裝置對固液界面的高度進行測量。

7.根據權利要求5所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，開始對所述液體層進行結晶時，所述固液界面的高度為所述籽晶層厚度的1％-80％。

8.根據權利要求5所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述籽晶層的鋪設方式為：由一整塊與容器底部大小和形狀基本相同的大塊單晶籽晶鋪設而成，或由多個小塊單晶籽晶拼接而成，或由從所述多晶硅錠主體中切割下的塊狀板坯鋪設形成，所述多晶硅錠含有連續的大尺寸的單晶硅區域，所述單晶硅區域的晶體學取向與位于其下方的所述籽晶的晶體學取向相同。

9.根據權利要求8所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述籽晶層為由從所述多晶硅錠主體中切割下的多個小塊塊狀板坯拼接而成。

10.根據權利要求8所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述籽晶層為由從所述多晶硅錠主體中切割下的整體塊狀板坯鋪設而成。

11.根據權利要求9或10所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述塊狀板坯上的多晶區域處切割有凹槽。

12.根據權利要求11所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述凹槽的縱切面為V形或梯形。