[發明專利]一種基于準單晶半熔技術鑄錠多晶硅錠的方法

在審

• 申請號: 201910316730.5
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109853034A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 劉愛軍;曹丙強;莊艷歆;周浪
• 申請（專利權）人: 江蘇金暉光伏有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 揚州潤中專利代理事務所(普通合伙) 32315
• 代理人: 謝東

本發明提供一種基于準單晶半熔技術鑄錠多晶硅錠的方法，其包括：步驟1籽晶選擇：選擇單晶硅塊、成長晶狀態良好的多晶硅塊；步驟2鑄錠設備底部鋪設籽晶、添加硅料；步驟3控制籽晶部分融化；步驟4跳至長晶階段、控制穩定定向生長；步驟5選擇合格的多晶硅錠產品后續加工、切片。本發明利用單晶生產原理進行多晶鑄錠，以毫米級籽晶為形核中心進行外沿生長引晶，在同一橫截面上緩解由硅錠邊部較大的熱應力引起的位錯增殖、亞晶界及自間隙原子，降低底部紅區的長度，提高多晶硅的導電性能。

技術領域

本發明屬于光伏多晶硅制造技術領域，尤其涉及一種基于準單晶半熔技術鑄錠多晶硅錠的方法。

背景技術

在光伏行業迅速發展的今天，用于制造太陽能電池的晶體硅主要是采用直拉法的單晶硅及采用鑄錠技術的多晶硅。多晶硅鑄錠，投料量大、操作簡單、工藝成本低，但電池轉換效率低、壽命短；直拉單晶硅轉換效率高，但單次投料少，操作復雜，成本高。因此，怎樣將兩者合二為一，就成了國內外光伏企業競相研究的熱點和難點，在這種情況下介于多晶硅和單晶硅之間的準單晶逐漸進入了人們的視野。

準單晶(Mono Like)是基于多晶鑄錠的工藝，形成單晶硅的技術，其功耗只比普通多晶硅多5％，所生產的單晶硅的質量接近直拉單晶硅。簡單地說，這種技術就是用多晶硅的成本，生產單晶硅的技術。

目前，準單晶硅一般是采用直拉法(CZ法)制得，用特定晶向的單晶籽晶進行引晶，經過旋轉提拉得到目標晶向的單晶硅棒，所得產品僅含一個晶粒，具有低缺陷、高轉換效率等特點。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于準單晶半熔技術鑄錠多晶硅錠的方法，其核心是利用單晶生產原理進行多晶鑄錠，以毫米級籽晶為形核中心進行外沿生長引晶，在同一橫截面上緩解由硅錠邊部較大的熱應力引起的位錯增殖、亞晶界及自間隙原子，降低底部紅區的長度，提高多晶硅的導電性能。

本發明的基于準單晶半熔技術鑄錠多晶硅錠的方法，其包括以下技術內容：

步驟1籽晶選擇

選擇單晶硅塊、成長晶狀態良好的多晶硅塊；

步驟2鑄錠設備底部鋪設籽晶、添加硅料；

步驟3控制籽晶部分融化；

步驟4跳至長晶階段、控制穩定定向生長；

步驟5選擇合格的產品后續加工、切片。

對于頭尾料挑選、清洗、回收。

進一步的，步驟2中，在鋪設之前先在底部涂覆一層隔離層。

效果較好的，所述隔離層為疏松多孔結構。

效果較好的，所述隔離層的厚度為3.3毫米。

效果較好的，所述隔離層的材質為氮化硅、水和膨化劑。

進一步的，所述步驟3中，采用半熔跳步技術控制籽晶部分融化。

效果較好的，所述步驟3中：

在籽晶熔化階段，待坩堝底部溫度為1350℃且底部開溫速率為0.07℃/min,保持籽晶不被熔化掉，迅速跳至長晶階段，通過保持晶柱生產的垂直性以及晶粒的延續性，將外延生長出的高品質晶粒豎直生長至中上部，提高載流子的擴散長度，增強晶界的電活性。

進一步的，所述步驟4采用定向凝固及準單晶半熔跳步技術鑄錠高效多晶工藝。

效果較好的，步驟4包括以下步驟：

步驟41，將直拉法得到的晶向單晶棒進行開方，得到斷面尺寸為156×156mm的方柱，將其切成40～50mm厚的塊狀籽晶；