[發明專利]一種減少摻雜劑鎵揮發的方法

有效

• 申請號: 202011450513.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN114606572B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 蘇偉;陳龍;孫立娟
• 申請（專利權）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司;包頭阿特斯陽光能源科技有限公司
• 主分類號: C30B31/04
• 分類號: C30B31/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種減少摻雜劑鎵揮發的方法。所述減少摻雜劑鎵揮發的方法包括以下步驟：(1)在料筒中裝入部分硅料后，將石英管插入所述硅料中，再在所述石英管的外側裝入剩余硅料；(2)將鎵從所述石英管的上方加入石英管中，使所述鎵落入石英管的底部后，取出石英管，實現鎵的摻雜。所述方法可以有效的將摻雜劑加入中下部，同時減少了人員操作難度，避免了鎵揮發及沾到筒壁。

技術領域

本發明屬于光伏能源制造領域，具體涉及一種減少摻雜劑鎵揮發的方法。

背景技術

目前，光伏能源制造領域摻鎵單晶已進行推廣使用，反切比例由8.08％降至5.36％，且電阻率命中率由30.56％提升至57.38％。但鎵雖然低溫時硬而脆，而一超過室溫就熔融。且鎵暴露在干燥的空氣后，表面會生成氧化物薄膜造成污染，特別是在潮濕空氣中便失去光澤。鎵的凝固點很低，由液態轉化為固態時，膨脹率為3.1％。

目前的加入方法為將固體的鎵金屬稱量好后，直接放到裝有硅料的石英坩堝中或直接加入到復投加料筒中。因金屬鎵的熔點只有29.8℃，會出現鎵金屬被污染或流失的問題；且隨著硅料桶的直徑增大，鎵金屬被污染及掉落流失的機率不斷增加。且該方法無法克服了金屬鎵高溫熔化后與石英反應或在復投筒中變為液體后掉落的風險。嚴重影響鎵的加入量，最終對產品的品質產生影響。此外，現有摻鎵方式無法將鎵加入到料筒中下部，同時有摻雜劑沾到加料筒內壁風險。

因此，開發一種減少摻雜劑鎵揮發的方法是本領域研究的重點。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種減少摻雜劑鎵揮發的方法。所述方法可以有效的將摻雜劑加入中下部，同時減少了人員操作難度，避免了鎵揮發及沾到筒壁。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種減少摻雜劑鎵揮發的方法，所述減少摻雜劑鎵揮發的方法包括以下步驟：

(1)在料筒中裝入部分硅料后，將石英管插入所述硅料中，再在所述石英管的外側裝入剩余硅料；

(2)將鎵從所述石英管的上方加入石英管中，使所述鎵落入石英管的底部后，取出石英管，實現鎵的摻雜。

本發明所述減少摻雜劑鎵揮發的方法，在料筒中裝入部分硅料后插入石英管后倒入一層碎料，然后將摻雜劑加入石英管中，拔出石英管后摻雜劑被埋在硅料中。這種加入方式可以有效的將摻雜劑加入中下部，同時減少了人員操作難度，減少了揮發，更加準確的掌握單晶電阻率。

優選地，步驟(1)中，所述部分硅料占所述料筒總容積的1/4～2/3，例如可以是1/4、1/3、1/2或2/3等，優選為1/3～1/2

優選地，步驟(1)中，所述石英管的插入深度為所述硅料厚度的1/20～1/10，例如可以是1/20、1/18、1/16、1/14、1/12、1/10等。

優選地，步驟(1)中，所述石英管的直徑為所述料筒直徑的1/6～1/3，例如可以是1/6、1/5、1/4、1/3等。

優選地，步驟(1)中，所述石英管插入后與料筒形成同心圓。同心圓的設置使得鎵位于所述硅料的中心位置，從而進一步避免了鎵揮發及沾到筒壁上的風險。

優選地，步驟(2)中，通過設置于石英管上方的石英漏斗加入所述鎵，從而進一步避免了鎵揮發及沾到筒壁上的風險。

優選地，所述石英漏斗的管段外徑和所述石英管的內徑比為(0.9-1):1，例如可以是0.9:1、0.92:1、0.94:1、0.96:1、0.98:1、1:1等。

優選地，所述石英漏斗的管段長度為所述石英管的長度的1/20～1/10，例如可以是1/20、1/18、1/16、1/14、1/12、1/10等。