[發明專利]一種多晶硅鑄錠爐和多晶硅鑄錠方法

無效

• 申請號: 201210298496.6
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN103628125A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 鄭志東;翟蕊;王朋;李娟;王偉亮
• 申請（專利權）人: 浙江昱輝陽光能源有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域：

本發明涉及太陽電池制造技術領域，尤其涉及一種多晶硅鑄錠爐。

背景技術：

太陽能電池可以將光能轉換為電能，是現代節能社會發展的一個重點。根據基體材料的不同，現有的太陽能電池分為多晶硅太陽能電池和單晶硅太陽能電池。其中，單晶硅太陽能電池的轉化效率高，但生產成本也高，多晶硅太陽能電池的轉化效率比單晶硅電池低1%-2%，但其生產成本也低，綜合考慮，目前市場上的太陽能電池仍以多晶硅太陽能電池為主。

現有用于生產多晶硅太陽能電池的多晶硅錠通常采用定向凝固法制得，其基本原理是：將硅料放置在多晶硅鑄錠爐的坩堝內，利用多晶硅鑄錠爐內的加熱裝置對坩堝加熱，使硅料完全熔化成液態，再通過控制爐內的溫度變化，形成縱向的溫度梯度，對硅料溶液進行自下而上的冷卻，實現晶體的定向生長。

但是，現有的多晶硅錠存在較多的位錯和晶界，成為光生載流子的快速復合中心，使得由此硅錠制得的多晶硅太陽能電池的轉化效率降低。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明申請的目的在于提供一種多晶硅鑄錠爐和多晶硅鑄錠方法，以減少硅錠內的位錯和缺陷，進而提高多晶硅太陽能電池的轉換效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種多晶硅鑄錠爐，包括用于支撐硅料承載容器的底板，所述底板表面的熱導率不同。

優選的，所述底板包括：

底板主體和控溫部件，所述底板主體和控溫部件的熱導率不同。

優選的，所述底板主體的熱導率為10W/(m·K)~1000W/(m·K)。

優選的，所述控溫部件的熱導率為0.01W/(m·K)~50W/(m·K)。

優選的，所述溫控部件呈多個尺寸相同的矩形，且以陣列方式排布在所述底板主體上。

優選的，所述溫控部件呈多個尺寸不同的矩形，且多個矩形具有共同的幾何中心。

優選的，所述溫控部件呈多個圓形，且以陣列方式排布在所述底板主體上。

優選的，所述底板主體為一平板結構。

優選的，所述底板主體表面設置有凹槽。

優選的，所述控溫部件設置在所述凹槽內，且所述溫控部件填滿所述凹槽。

優選的，所述溫控部件直接貼合在所述底板主體表面上。

優選的，所述溫控部件的厚度為1mm~20mm。

優選的，所述底板主體內設置有通透槽，所述通透槽貫穿所述底板主體。

優選的，所述溫控部件設置在所述通透槽內。

優選的，所述多晶硅鑄錠爐還包括：

熱交換臺，所述熱交換臺設置在所述底板下方。

優選的，所述熱交換臺上設置有通氣槽，所述通氣槽為外界氣體在所述底板與熱交換臺之間的流動通道。

優選的，所述底板下方設置有開槽，所述開槽與通氣槽相配合作為外界氣體在所述底板與熱交換臺之間的流動通道。

優選的，所述底板上設置有貫通所述底板的通孔，所述通孔與所述通氣槽相配合作為外界氣體在所述底板與熱交換臺之間的流動通道。

優選的，所述多晶硅鑄錠爐還包括：

保溫板，所述保溫板圍成一保溫腔；

冷卻銅板，所述冷卻銅板位于保溫腔的底部；

底部加熱器，所述底部加熱器位于冷卻銅板上方，且所述底部加熱器上方設置有熱交換臺和底板；

坩堝，所述坩堝用于盛放硅料，所述坩堝外圍設置有防護板，且所述坩堝和防護板位于底板上方；

頂部加熱器，所述頂部加熱器位于保溫腔的頂部。

一種多晶硅鑄錠方法，包括：

通過底部加熱器和頂部加熱器為置于坩堝內的硅料加熱，使之熔化；

控制保溫腔內的溫度分布，形成平行于硅料承載容器底部的橫向溫度梯度和垂直于硅料承載容器底部的縱向溫度梯度，使液態的硅料結晶生長，最終形成多晶硅錠。

優選的，形成所述橫向溫度梯度，包括：

通過提供具有不同表面熱導率底板的方法形成所述橫向溫度梯度，所述底板用于承載硅料承載容器。

優選的，形成所述橫向溫度梯度，包括：

通過氣冷的的方式控制所述底板的溫度，形成所述橫向溫度梯度。