[發(fā)明專利]一種用于太陽能電池的多晶硅制作方法

有效

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• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN103952753B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高文秀;李帥;趙百通
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇盎華光伏工程技術(shù)研究中心有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B28/06
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31290
• 代理人: 金碎平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多晶硅制作方法，尤其涉及一種用于太陽能電池的多晶硅制作方法。

背景技術(shù)

多晶硅太陽能電池是目前光伏市場的主流產(chǎn)品，隨著多晶硅價格不斷下跌，我國多晶硅生產(chǎn)成本高，污染嚴重，競爭力不足，大部分多晶硅生產(chǎn)企業(yè)處于停產(chǎn)狀態(tài)。用于太陽能電池的多晶硅料目前普遍采用的是6N以上純度的化學(xué)法生產(chǎn)的多晶硅料進行摻雜以獲得N型或P型的太陽能級多晶硅。一般來說，大都在多晶硅料中只摻雜磷或硼其中一種摻雜劑。此外，也有中國專利公開號為CN1995487A的文獻中指出在N型或P型的用于鑄錠的多晶硅料中通過摻雜的方式加入鍺可有效釘扎硅中位錯，提高多晶硅片的強度。

目前在化學(xué)法生產(chǎn)的6N以上純度的多晶硅料中，需要通過加入硼母合金或磷母合金生產(chǎn)的多晶硅錠進行摻雜。不但母合金的購買增加了一定的成本，而且現(xiàn)有這種多晶硅料在鑄錠過程中對硼、磷的污染耐受性很差，在鑄錠及裝料的過程中極其容易被污染而致使鑄錠后硅錠不合格。此外，摻入磷或硼單一摻雜劑的多晶硅太陽能電池對過渡族及堿金屬等雜質(zhì)的純度要求也較高，因此，有必要對現(xiàn)有的用于太陽能電池的多晶硅制作方法進行改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于太陽能電池的多晶硅制作方法，無需摻雜流程就能合理控制多晶硅中摻雜劑的含量，提高硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，且使得多晶硅太陽能電池效率下降較少，具有更加穩(wěn)定的效率輸出。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種用于太陽能電池的多晶硅制作方法，包括如下步驟：a)首先提供金屬硅原料，并用冶煉提純法去除原料中的過渡族及堿金屬；b)接著繼續(xù)采用冶煉提純法去除原料中的磷、硼和鍺；c)再將冶煉提純后的多晶硅熔液倒入可進行定向凝固的容器里凝固成型，形成多晶硅錠；d)檢測多晶硅錠表面電阻率，并對檢測值符合預(yù)設(shè)值的多晶硅錠進行破碎處理；e)最后將破碎后的多晶硅碎塊裝入石英坩堝中，并將石英坩堝裝入鑄錠爐內(nèi)，進行鑄錠。

上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟a)中的金屬硅原料為硅石與石油焦或木炭的混合物，所述混合物中金屬硅的純度為90%～99%。

上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟a)中冶金提純處理后過渡族及堿金屬的總量小于0.5ppmw。

上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟b)中冶金提純處理后控制磷的含量為0.1～0.6ppmw，硼的含量為0.05～0.3ppmw，鍺含量為1～10ppmw。

上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟c)中定向凝固的多晶硅錠中磷的含量為0.4ppmw，硼的含量為0.2ppmw，鍺含量為5ppmw。

上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟c)中定向凝固速率不大于3cm/小時。

上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟d)中電阻率的預(yù)設(shè)值為1.5～3.0Ω·cm。

上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟d)中將多晶硅錠表面去皮1～2cm后，采用輝光放電質(zhì)譜法檢測多晶硅錠表面電阻率。

上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟d)破碎后的多晶硅碎塊最大尺寸不超過15cm。

本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本發(fā)明提供的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，通過冶煉提純法去除原料中多余的過渡族、堿金屬、磷、硼和鍺，再通過定向凝固進一步控制多晶硅錠中磷、硼和鍺的合理含量，所述磷、硼和鍺三種雜質(zhì)元素均來自于金屬硅原料中固有含量，從而無需摻雜流程即可提高硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，且使得多晶硅太陽能電池效率下降較少，具有更加穩(wěn)定的效率輸出。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于硅太陽能電池的多晶硅制作流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。

圖1為本發(fā)明用于硅太陽能電池的多晶硅制作流程示意圖。

請參見圖1，本發(fā)明提供的用于太陽能電池的多晶硅制作方法包括如下步驟：

步驟S1：首先選取采用硅石與石油焦（或木炭）制取的金屬硅為原料，采用冶金的辦法將原料中的過渡族及堿金屬含量提純至總量小于0.5ppmw（按質(zhì)量計的百萬分之一，Parts?Per?Million?Weight）。