[發(fā)明專利]鑄造類單晶制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811064511.4
• 申請(qǐng)日: 2018-09-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109161965A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪沛淵;張濤;白梟龍;歐子楊;晏文勇;李省平;劉文婷;鄧清香;金浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 晶科能源有限公司;浙江晶科能源有限公司
• 主分類號(hào): C30B29/06
• 分類號(hào): C30B29/06;C30B11/00;C30B28/06
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發(fā)明提供了一種鑄造類單晶制備方法。上述鑄造類單晶制備方法，制備時(shí)，先在坩堝底部均勻鋪設(shè)一層含磷的摻雜劑，以形成摻雜劑層；然后在所述摻雜劑層上鋪設(shè)一層類單晶籽晶，以形成引晶層，再將硅料和母合金依次填入所述坩堝內(nèi)；最后將坩堝加熱至預(yù)設(shè)溫度，以使所述類單晶籽晶部分熔化，在熔化和長(zhǎng)晶過(guò)程中，控制坩堝的溫度，使引晶層的類單晶籽晶部分熔化，其中，在長(zhǎng)晶過(guò)程中，坩堝底部的摻雜劑中的磷通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入長(zhǎng)晶過(guò)程中底部已經(jīng)長(zhǎng)好的晶體中，拉低了鑄造類單晶尾部的電阻率，使得鑄造N型類鑄造類單晶中的頭部和尾部電阻率偏差不大，頭尾電阻率分布更加均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鑄造類單晶制備方法。

背景技術(shù)

鑄造多晶硅是制備太陽(yáng)能電池的主要材料之一，目前約占光伏市場(chǎng)的50％左右。傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光伏技術(shù)中，摻硼的P型鑄造多晶硅被廣泛地應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的制備。硼的分凝系數(shù)接近于1，所以電阻率分布較為均勻，且循環(huán)料容易處理使用。但摻硼硅片由于硼氧復(fù)合體的存在會(huì)在電池片后續(xù)使用中產(chǎn)生光致衰減。

這種光致衰減現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率降低1-2％，這對(duì)太陽(yáng)能電池光伏發(fā)電是非常不利的。通過(guò)磷取代硼制備的N型鑄造多晶硅，可以避免硼氧復(fù)合體的生成，抑制光衰減現(xiàn)象。此外，N型鑄造多晶硅對(duì)鐵等過(guò)渡金屬的耐受性比P型鑄造多晶硅要好，所以一般情況下，N型鑄造多晶硅具有更高的少數(shù)載流子壽命，這對(duì)制備高轉(zhuǎn)換效率太陽(yáng)能電池是非常有利的。

但是，在N型類鑄造類單晶在鑄錠過(guò)程中，在裝料過(guò)程中，將N型母合金放入硅料中，進(jìn)行熔化、鑄錠，由于N型母合金中的P在硅中的分凝系數(shù)為0.35，這個(gè)分凝系數(shù)遠(yuǎn)小于1，使得N型類鑄造類單晶的電阻率分布范圍較廣、離散度較大，導(dǎo)致在有效電阻率范圍內(nèi)的占比較小，N型類鑄造類單晶的利用率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鑄造類單晶制備方法，以提供解決因現(xiàn)有的N型類鑄造類單晶因電阻率分布范圍較廣、離散度較大，而N型類鑄造類單晶的利用率低的問(wèn)題。

一種鑄造類單晶制備方法，包括：在坩堝底部均勻鋪設(shè)一層含磷的摻雜劑，以形成一摻雜劑層；在所述摻雜劑層上鋪設(shè)一層類單晶籽晶，以形成一引晶層；將硅料和母合金依次填入所述坩堝內(nèi)；將坩堝加熱至預(yù)設(shè)溫度，以使所述類單晶籽晶部分熔化。

進(jìn)一步地，所述摻雜劑包括磷粉和/或N型母合金。

進(jìn)一步地，所述在坩堝底部鋪設(shè)一層含磷的摻雜劑的步驟之前，所述方法還包括：在所述坩堝的內(nèi)壁噴涂一層氮化硅涂層。

進(jìn)一步地，所述將坩堝加熱至預(yù)設(shè)溫度的步驟之后，所述方法還包括：持續(xù)對(duì)所述坩堝加熱并通過(guò)一個(gè)散熱裝置對(duì)其散熱，使其保持所述預(yù)設(shè)溫度。

進(jìn)一步地，所述將硅料和母合金依次填入所述坩堝內(nèi)的步驟包括：將所述坩堝三分之二的容積填入所述硅料后，再將所述母合金填入所述硅料的上端，所述母合金裝填完成后，將剩余所述硅料繼續(xù)裝入所述坩堝中。

進(jìn)一步地，所述將硅料和母合金依次填入所述坩堝內(nèi)的步驟之前，所述方法包括：在所述坩堝內(nèi)部標(biāo)記填充位置。

進(jìn)一步地，鋪設(shè)的所述類單晶籽晶的寬度小于所述坩堝底部的寬度，且鋪設(shè)的所述摻雜劑的寬度小于鋪設(shè)的所述類單晶籽晶的寬度。

進(jìn)一步地，所述類單晶籽晶平整鋪設(shè)于所述坩堝的底部，且相鄰兩類單晶籽晶之間具有接縫，所述摻雜劑鋪設(shè)于所述接縫中，以形成所述摻雜劑層。