[發(fā)明專利]利用摻鎵單晶硅回收料生產(chǎn)低光衰直拉單晶硅棒的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811606677.4 | 申請日： | 2018-12-27 |
| 公開（公告）號： | CN109457292A | 公開（公告）日： | 2019-03-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張文霞;高潤飛;高樹良;谷守偉;裘孝順;武志軍;郭志榮;劉偉;張全順 | 申請（專利權(quán)）人： | 內(nèi)蒙古中環(huán)光伏材料有限公司 |
| 主分類號： | C30B15/00 | 分類號： | C30B15/00;C30B29/06;C30B31/00;C30B33/00 |
| 代理公司： | 天津諾德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 12213 | 代理人： | 欒志超 |
| 地址： | 010070 內(nèi)蒙古自*** | 國省代碼： | 內(nèi)蒙古;15 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 回收料 單晶硅 多晶硅 直拉單晶硅棒 裝料 低光 比例配置 單晶硅棒 單晶拉制 直拉單晶 電阻率 質(zhì)量比 最大化 鎵合金 鎵回收 鎵元素 熔融 生產(chǎn)成本 生產(chǎn) 合金 | ||
本發(fā)明提供利用摻鎵單晶硅回收料生產(chǎn)低光衰直拉單晶硅棒的方法，將多晶硅和摻鎵單晶硅回收料進行混合裝料，熔融后進行單晶拉制，多晶硅和摻鎵單晶硅回收料裝料時，多晶硅與摻鎵單晶硅回收料的質(zhì)量比按能使合格電阻率區(qū)間最大化的比例配置。本發(fā)明的有益效果是利用摻鎵單晶硅回收料進行單晶硅棒的生產(chǎn)，利用固態(tài)的含鎵回收料，代替了摻鎵合金，不需在直拉單晶過程中再次補摻鎵元素或合金，不僅提高了回收料的利用率，同時避免了資源的浪費，節(jié)省了原材料，降低了生產(chǎn)成本。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于單晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及利用摻鎵單晶硅回收料生產(chǎn)低光衰直拉單晶硅棒的方法。
背景技術(shù)
在現(xiàn)有直拉單晶硅生產(chǎn)過程中，由于單晶硅棒的生產(chǎn)全過程利用硼合金實現(xiàn)P型單晶摻雜，隨著電池端技術(shù)發(fā)展，對于產(chǎn)品品質(zhì)要求越來越高，其中包含低光衰減率，而摻硼單晶由于硼氧復(fù)合對的存在會引起高的光衰減率，極大影響了產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)勢。通過工藝的改進，現(xiàn)在許多單晶廠家通過鎵代替硼元素實現(xiàn)P型單晶摻雜，避免硼氧復(fù)合對的產(chǎn)生，降低光衰減率，提高產(chǎn)品品質(zhì)。但是由于鎵在硅中的分凝系數(shù)非常小，導(dǎo)致單晶電阻率范圍區(qū)間太大，符合客戶電阻率要求區(qū)間的單晶比例降低，超出電阻率要求范圍的單晶，電池端轉(zhuǎn)換效率降低，也會影響品質(zhì)，因此此種摻鎵硅單晶生產(chǎn)完成后，產(chǎn)生的這部分出檔摻鎵單晶硅以及其他邊皮料，沒有客戶接受成為廢料?，F(xiàn)有的方法是摻鎵單晶硅廢料直接降價賣出，并未回收利用，極大地影響了單晶原料的利用率及產(chǎn)品的合格率從而造成資源的浪費，及原料成本的增加。同時基于鎵元素在硅中分凝系數(shù)較小特點，摻鎵單晶中摻雜量的99％會剩余到堝底料及回收料中，這也造成了鎵元素雜質(zhì)的浪費。
另外，由于鎵元素的特性容易在真空中揮發(fā)，且在常溫下極易融化，拉晶過程摻雜方法較摻硼方法更為復(fù)雜，且浪費工時，影響生產(chǎn)效率。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供利用摻鎵單晶硅回收料生產(chǎn)低光衰直拉單晶硅棒的方法，尤其適合直拉單晶硅生產(chǎn)時使用，降低資源的浪費，降低生產(chǎn)成本，節(jié)省了原材料。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：利用摻鎵單晶硅回收料生產(chǎn)低光衰直拉單晶硅棒的方法，將多晶硅和摻鎵單晶硅回收料進行混合裝料，熔融后進行單晶拉制，多晶硅和摻鎵單晶硅回收料裝料時，多晶硅與摻鎵單晶硅回收料的質(zhì)量比按能使合格電阻率區(qū)間最大化的比例配置。
進一步的，多晶硅與摻鎵單晶硅回收料的質(zhì)量比為4-8:2-6。
進一步的，將多晶硅和摻鎵單晶硅回收料進行混合裝料具體包括以下步驟：
A1：對多晶硅和摻鎵單晶硅回收料進行篩選分類，篩選小尺寸多晶硅和小尺寸摻鎵單晶硅回收料；
A2：將小尺寸多晶硅鋪設(shè)于適應(yīng)坩堝的底部，將小尺寸摻鎵單晶硅回收料鋪設(shè)與小尺寸多晶硅的上部，將邊皮回收料鋪設(shè)在坩堝的四周；
A3：將摻鎵單晶硅回收料鋪設(shè)于小尺寸摻鎵多晶硅的上部，將多晶硅設(shè)于多晶硅回收料的四周。
進一步的，步驟A1中的篩選標(biāo)準(zhǔn)為長度為3-12mm。
進一步的，步驟A3中還可以在摻鎵單晶硅回收料的四周鋪設(shè)頭尾回收料或棒料。
進一步的，在將多晶硅和摻鎵單晶硅回收料進行混合裝料前，對摻鎵單晶回收料電阻率進行測試并按不同電阻率值區(qū)間進行分組，分組后對摻鎵單晶硅回收料進行清洗。
進一步的，清洗包括以下步驟：
S1：用乙醇對摻鎵單晶硅回收料進行清洗；
S2：用堿性清洗劑對摻鎵單晶硅回收料進行清洗；
S3：用混酸溶液對摻鎵單晶硅回收料進行清洗。
進一步的，在對摻鎵單晶硅回收料清洗之前進行雜質(zhì)處理。
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