[發(fā)明專利]一種用于太陽能電池的多晶硅的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410077693.4
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103818908A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃道德
• 申請（專利權(quán)）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(shù)

工業(yè)硅中，磷含量(質(zhì)量分數(shù))一般為(2～4)×10^-3％，然而，根據(jù)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(shù)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(chǎn)生補償效應(yīng)，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(zhì)去除。

太陽能電池的工作效率主要由少數(shù)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(chǎn)生補償效應(yīng)，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(zhì)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(yè)界十分看好的可以大大降低工業(yè)硅提純成本的一項技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計的真空電子束除磷工藝中，對坩堝的形狀進行了調(diào)整使水冷銅坩堝的側(cè)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(cè)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(zhuǎn)的角度，節(jié)省了設(shè)備的空間，而且容易傾倒干凈。由于增大了受轟擊的面積，轟擊的束流、轟擊功率和轟擊時間也小(少)于現(xiàn)有技術(shù)，節(jié)約的設(shè)備的耗能。

為了電子槍均勻轟擊多晶硅料，傳統(tǒng)的做法是水冷銅坩堝的側(cè)壁與水平線呈直角，將水冷銅坩堝傾斜45°面向左電子槍受轟擊，后又傾斜45°面向右電子槍受轟擊。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(cè)壁高度的三分之一，否則熔化多晶硅料便會流瀉出去。本發(fā)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短時間受轟擊。本發(fā)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(cè)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(zhuǎn)角度，節(jié)省了設(shè)備的空間，而且容易傾倒干凈，除此以外，本發(fā)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(cè)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(guān)閉高功率；設(shè)置左電子槍(1)、右電子槍(2)束流為100-120m?A，束流預熱6-8分鐘，關(guān)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(wěn)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(xù)轟擊直至多晶硅料全部熔化；

步驟5、調(diào)節(jié)右電子槍(2)的束流到零，機械轉(zhuǎn)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，由左電子槍轟擊9分鐘；

步驟6、增大右電子槍(2)的束流到600-650mA，調(diào)整左電子槍的束流到零，機械轉(zhuǎn)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，由右電子槍轟擊9分鐘；

步驟7、旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸，機械轉(zhuǎn)軸帶動水冷銅坩堝(3)旋轉(zhuǎn)30-35°，將液態(tài)硅倒入水冷銅容器(4)中后，反向旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)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(xù)作業(yè)，重復4-6步驟；

步驟9、關(guān)閉左、右電子槍；

步驟10、依次關(guān)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(cè)壁水平傾斜角為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(14)抽真空至氣壓為0.5Pa，再用擴散泵(7)抽到高真空10^-2Pa以下；