[發(fā)明專利]一種方硅芯及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110613080.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN113293431B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李帥;吳海嘯;劉小明;武建華;邢瑞棟;高萬里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古和光新能源有限公司
• 主分類號(hào): C30B15/02
• 分類號(hào): C30B15/02;C10M173/00;C10N30/04;C10N30/06;C10N30/12
• 代理公司: 北京精金石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 宋秀蘭

本發(fā)明屬于方硅芯制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種方硅芯及其制備方法。所述方硅芯的制備過程中使用了原生多晶硅、球型硅微粉、多晶硅菜花料混合原料，經(jīng)熔融、拉晶、切割后制成多硅晶棒。能夠有效利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料等，一方面降低生產(chǎn)成本，另一方面提高原料利用率，節(jié)能環(huán)保。制成的方硅芯具有較好的產(chǎn)品品質(zhì)和較低的隱裂率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于方硅芯制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種方硅芯及其制備方法。

背景技術(shù)

晶體硅材料（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，多晶硅棒的需求主要來自于半導(dǎo)體和太陽能電池。按純度要求不同，分為電子級(jí)和太陽能級(jí)。硅芯是多晶硅生產(chǎn)過程中必不可少的原材料之一，太陽能級(jí)多晶硅生產(chǎn)方法主要有兩種，一是改良西門子法，二是硅烷流化床法。

還原爐內(nèi)的硅芯根據(jù)生產(chǎn)工藝不同又可以分為區(qū)熔硅芯和切割硅芯兩種。區(qū)熔硅芯是在區(qū)熔設(shè)備內(nèi)，利用預(yù)先制備好的原料棒，通過區(qū)熔工藝?yán)瞥芍睆?-12mm，長2100-3200mm 的硅芯，由于其橫截面為圓形，也叫圓硅芯。切割法硅芯是通過金剛線網(wǎng)切割沉積棒或直拉硅芯棒獲得硅芯，由于線網(wǎng)十字交叉，所以所切硅芯橫截面為正方形，也叫方硅芯。

與圓硅芯相比，方硅芯具有產(chǎn)能大，尺寸規(guī)格一致，還原爐倒棒率低等優(yōu)勢(shì)。而切割方硅芯的原料棒，由于沉積棒切割易破碎，多采用直拉硅芯棒進(jìn)行切割。生產(chǎn)直拉硅芯棒，大多采用生產(chǎn)單晶硅棒類似的工藝，但針對(duì)硅芯棒生產(chǎn)工藝研究較少。

現(xiàn)有技術(shù)中硅芯棒主要存在生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生多種生產(chǎn)異常如硅料結(jié)晶、對(duì)石英坩堝的腐蝕損傷、切割過程中隱裂較高等。

本發(fā)明旨在提供一種方硅芯及其制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中隱裂率較高的問題，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種方硅芯及其制備方法，能夠有效降低生產(chǎn)成本，降低隱裂率，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種方硅芯的制備方法，包括以下步驟：

（1）取原生多晶硅、球型硅微粉、多晶硅菜花料混合，投入石英坩堝中；

（2）將所投物料加熱熔融，化料結(jié)束后，待雜質(zhì)揮發(fā)1-2h；

（3）拉晶形成硅芯圓棒，添加切割砂漿，切割得到方硅芯。

優(yōu)選地，所述拉晶具體過程為：控制引晶溫度保持在 1270-1300℃之間；坩堝轉(zhuǎn)速為3-5rpm 之間；控制引晶直徑的范圍8-10 mm，引晶長度為130-160mm ；頭部拉速保持在0.80-0.85mm/min 之間，然后進(jìn)行放肩、等晶、收尾工序；

優(yōu)選地，所述放肩過程中提升速度為1.2-1.5mm/min；坩堝轉(zhuǎn)速為3-5rpm；

優(yōu)選地，所述收尾過程中，坩堝轉(zhuǎn)速為3-5rpm。

優(yōu)選地，所述原生多晶硅、球型硅微粉、多晶硅菜花料的混合質(zhì)量比為5-10:1-3:1-2；優(yōu)選為6:3:2。

優(yōu)選地，所述切割砂漿的組成原料包括：異辛醇磷酸酯、十二醇聚氧乙烯醚（AEO-9）、異辛醇、聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉、水楊酸鈉，水。

優(yōu)選地，所述切割砂漿的制備方法為：取水，依次加入水楊酸鈉、異辛醇、異辛醇磷酸酯、十二醇聚氧乙烯醚（AEO-9）、聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉，形成水溶液即可。

優(yōu)選地，所述聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉的分子量M=5-10萬。

優(yōu)選地，所述水溶液中異辛醇磷酸酯的質(zhì)量濃度為1-3%；

優(yōu)選地，所述水溶液中AEO-9的質(zhì)量濃度為0.1-0.5%；