[發明專利]一種用于太陽能電池的多晶硅的除磷工藝

無效

• 申請號: 201410077682.6
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103896276A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 黃道德
• 申請（專利權）人: 黃道德
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

背景技術

工業硅中，磷含量(質量分數)一般為(2～4)×10^-3％，然而，根據半導體理論，太陽能電池是少子器件，太陽能多晶硅中的磷含量不能超過0.1×10^-4％。太陽能電池的工作效率主要由少數載流子的性子決定，如果太陽能電池的基體材料中磷沒有被很好去除，磷就會產生補償效應，會影響太陽能電池的效率，因此在制備太陽能電池之前必須將基體硅中的磷雜質去除。?

太陽能電池的工作效率主要由少數載流子的性子決定，如果太陽能電池的基體材料中磷沒有被很好去除，磷就會產生補償效應，會影響太陽能電池的效率，因此在制備太陽能電池之前必須將基體硅中的磷雜質去除。?

目前除磷工藝有酸洗除磷，合金定向凝固除磷，真空電子束法除磷，造渣法除磷工藝。?

真空電子束除磷工藝目前是多晶硅業界十分看好的可以大大降低工業硅提純成本的一項技術。?

發明內容

本發明設計的真空電子束除磷工藝中，對坩堝的形狀進行了調整使水冷銅坩堝的側壁傾斜角為30-35°，并且為了電子槍均勻轟擊多晶硅料，使水冷銅坩堝依次分別平移到左、右電子槍正下方轟擊。?

水冷銅坩堝的側壁傾斜角為30-35°，增大了多晶硅料受轟擊的面積，并且在傾倒熔化多晶硅料時，只需將水冷銅坩堝傾斜30-35°便可以將熔化多晶硅料全部倒出，減小了水冷銅坩堝的旋轉的角度，節省了設備的空間，而且容易傾倒干凈。由于增大了受轟擊的面積，利用較小的轟擊束流、轟擊功率和轟擊時間，節約了設備的耗能。?

為了電子槍均勻轟擊多晶硅料，傳統的做法是將水冷銅坩堝傾斜45°面向左電子槍，后又傾斜45°面向右電子槍。這樣的做法不但使得熔化多晶硅料容易流泄，而且使得多晶硅的裝料高度只能到水冷銅坩堝的側壁高度的三分之一，否則熔化多晶硅料便會流瀉出去。本發明的工藝改進之二便是水冷銅坩堝中心位于右電子槍正下方和左電子槍正下方分別轟擊，無須傾斜坩堝。?

本發明的多晶硅除磷工藝，對多晶硅的填料高度可以到水冷銅坩堝得側壁高度，大大提高了效率；只需將水冷銅坩堝傾斜30-35°，便可以將熔化多晶硅料全部倒出，減小了水冷銅坩堝的旋轉角度，節省了設備的空間，而且容易傾倒干凈，除此以外，本發明的除磷效果達到太陽能電池對多晶硅少子含量的需求。?

多晶硅除磷工藝步驟如下：?

步驟1、將多晶硅料(10)裝入側壁水平傾斜角為30-35度的水冷銅坩堝(3)中；?

步驟2、先用機械泵(5)和羅茨泵(6)將真空室抽真空至氣壓為0.5Pa，再用擴散泵(7)抽到高真空10^-2Pa以下；?

步驟3、給左電子槍(1)、右電子槍(2)高壓功率預熱6-8分鐘，預熱高功率為28-30KW，關閉高功率；設置左電子槍(1)、右電子槍(2)束流為100-120mA，束流預熱6-8分鐘，關閉左、右電子槍束流；?

步驟4、同時打開左、右電子槍的上述高功率和束流，穩定后用左、右電子槍轟擊多晶硅料，增大左、右電子槍束流到600-650mA，持續轟擊直至多晶硅料全部熔化；?

步驟5、調節右電子槍(2)的束流到400mA，調節左電子槍(2)的束流到800mA，機械轉軸帶動水冷銅坩堝向左平移，使水冷銅坩堝中心位于左電子?槍正下方，左、右電子槍分別對水冷銅坩堝中心和右側方轟擊5分鐘；?

步驟6、增大右電子槍(2)的束流到800mA，調整左電子槍的束流到400mA，機械轉軸帶動水冷銅坩堝向右平移，使水冷銅坩堝中心位于右電子槍正下方，右、左電子槍分別對水冷銅坩堝中心和左側方轟擊5分鐘；?

步驟7、旋轉機械轉軸，機械轉軸帶動水冷銅坩堝(3)旋轉30-35°，將液態硅倒入水冷銅容器(4)中后，反向旋轉機械轉軸(17)，將水冷銅坩堝(5)歸位；?

步驟8、再由進料口(9)投入多晶硅至水冷銅坩堝(3)中，連續作業，重復4-6步驟；?

步驟9、關閉左、右電子槍；?

步驟10、依次關閉擴散泵(7)、羅茨泵(6)、機械泵(5)待溫度降到180℃左右時，打開放氣閥，打開真空裝置蓋(12)從水冷銅容器(4)中取出硅錠。?

具體實施方式

步驟1、將多晶硅料(10)裝入側壁水平傾斜角為30-35度的水冷銅坩堝(3)中；?

步驟2、先用機械泵(5)和羅茨泵(6)將真空室抽真空至氣壓為0.5Pa，再用擴散泵(7)抽到高真空10^-2Pa以下；?