[發明專利]一種類單晶硅鑄錠用籽晶拼接方法

有效

• 申請號: 201210571603.8
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103060892A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 鐘德京;胡動力;張學日;劉海;陳小林
• 申請（專利權）人: 江西賽維LDK太陽能高科技有限公司
• 主分類號: C30B11/14
• 分類號: C30B11/14;C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明涉及硅晶體制造領域，尤其涉及一種類單晶硅鑄錠用籽晶拼接方法。

背景技術

近年來，硅單晶和硅多晶廣泛應用于光伏太陽能電池、液晶顯示等領域。目前類硅單晶的常用制造方法為定向凝固法，該方法在平底坩堝底部鋪設長方體籽晶，籽晶規則排列形成籽晶層。硅料容置于平底坩堝內，鋪設于籽晶層上。通過熔化階段的溫度控制，待硅料熔融后，籽晶從與硅液接觸的面開始逐漸熔化，再經定向散熱而在未熔化籽晶上實現硅錠的定向生長，獲得與籽晶相似或一樣的晶粒。

采用上述方法生長類單晶，主要缺點包括：

籽晶熔化過程中，其邊角熔化速率較快，籽晶間的縫隙逐漸增大，硅液滲入該縫隙后生長為微晶，從而引入晶界而形成多晶。若微晶未形成晶界或多晶，則該區域因應力較大而產生位錯缺陷，形成小角度晶界；

坩堝底部不平整、籽晶鋪設不平整，導致籽晶未熔化前，其間已存在縫隙，經熔化過程后，籽晶間縫隙更大，易構成位錯源甚至形成多晶晶界；

鋪設籽晶過程中，籽晶間及表面存在雜質，該雜質在單晶硅生長過程中富集，引起位錯、晶界等缺陷。

綜上，長方體籽晶規則排列的拼接方式下，定向凝固法生長類單晶的過程中，易產生位錯源，進而導致后續晶體位錯增殖，或形成多晶晶界。

經研究表明，晶界導致單晶面積比例下降，位錯導致硅片形成大量的缺陷，太陽能電池的光電轉換效率降低、使用壽命減短，從而影響光伏器件的性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種類單晶硅鑄錠用籽晶拼接方法，用于定向凝固法類單晶硅鑄錠，籽晶層由所述籽晶緊密排列而成，每兩塊所述籽晶拼接面上，至少一條所述拼接面的切線方向與坩堝底部平面的法線方向成α角，0°<α<90°。

其中，所述籽晶層由所述籽晶緊密排列而成，具體為，兩個相鄰所述籽晶的拼接面相互配合緊密排列。

其中，所述拼接面呈平面。

其中，所述平面的切線方向與所述平底坩堝底部平面的法線方向成α角，0°<α<90°。

其中，所述拼接面呈曲面。

其中，所述曲面上，至少一條所述拼接面的切線方向與所述平底坩堝底部平面的法線方向成α角，0°<α<90°。

其中，所述拼接面有多條，包括平面和曲面。

其中，當所述拼接面呈平面時，所述平面的切線方向與所述平底坩堝底部平面的法線方向成α角，0°<α<90°，當所述拼接面呈曲面時，至少一條所述拼接面的切線方向與所述平底坩堝底部平面的法線方向成α角，0°<α<90°。

其中，所述籽晶為片狀籽晶或方籽晶。

其中，所述籽晶沿所述平底坩堝底部平面的法線方向的晶向為<100>晶向。

本發明采用拼接面切向與平底坩堝底部平面的法線方向，二者不重合的籽晶拼接方式，通過改變籽晶的形狀來減少位錯源，甚至減少多晶晶界的產生，實現全單晶，位錯源少的類單晶生長。進而減少了硅片的位錯缺陷，提高了單晶面積比例，提高了太陽能電池的光電轉換效率、延長了電池的壽命，從而提高了光伏器件的性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現有技術的類單晶硅鑄錠用籽晶拼接方法的示意圖；

圖2是圖1所示的籽晶拼接方法的生長的類單晶的少子壽命圖；

圖3是本發明類單晶硅鑄錠用籽晶拼接方法的第一實施方式示意圖；

圖4是圖3所示的籽晶拼接方法的生長的類單晶的少子壽命圖；

圖5是本發明類單晶硅鑄錠用籽晶拼接方法的第二實施方式示意圖；

圖6是本發明類單晶硅鑄錠用籽晶拼接方法的第三實施方式示意圖。

具體實施方式