[发明专利]控制气载污染物跨晶带表面的转移

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年8月18日提交的美国临时专利申请No.61/089,603的优先权，并且是2008年6月13日提交的美国专利申请No.12/138,799和2008年6月13日提交的美国专利申请No.12/138,791的部分继续申请，这两件申请都要求于2007年6月14日提交的美国临时专利申请No.60/944,017的优先权，上述申请的全部公开内容在此通过引用的方式并入。

技术领域

本发明总体上涉及带状晶体，更具体地，本发明涉及对带状晶体的生长期间的污染物进行控制。

背景技术

太阳能电池可以由通过“带状晶拉晶(ribbon pulling)”技术制造的硅晶片形成。该带状晶拉晶技术通常使用一个晶体生长系统，该晶体生长系统包括在用于容纳熔融硅浆的坩埚周围的专用熔炉。该熔炉通常包括围绕坩埚的基部绝热体、以及位于该基部绝热体上方且靠近生长的带状晶体的绝热体(称为“后热器”)。

在生长过程中，通常将两条丝索(string)穿过坩埚，使得熔融硅浆凝固至其表面，因此在两条丝索之间形成生长的带状晶体。通过将多组丝索穿过坩埚，可以同时形成两个或更多个带状晶体。将附着有带状晶体的丝索穿过后热器，使得带状晶体可以在受控环境中冷却。然后将带状晶体从熔炉中取出。

在整个过程中，通常要注意减少在带状晶体中存在的不希望的杂质或污染物的量。污染物可能不利地影响带状晶体的性能，这可能影响利用这种带状晶体制成的装置的性能。例如，污染物能够不期望地减少由这种带状晶体制成的太阳能电池的转换效率。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种生长带状晶体的方法提供了容纳熔融材料的坩埚，并且将丝索穿过该熔融材料，以生长带状晶体。该方法还引导该带状晶体周围的气流，使气体沿着带状晶体朝所述坩埚向下流动。

根据相关实施例，该方法还提供了后热器，该后热器位于坩锅上方并且在至少一侧与带状晶体邻近。该后热器具有防护件，该防护件联接至后热器的至少一部分。该防护件位于带状晶体与后热器之间。该防护件可以由石墨、碳化硅和/或石英形成。该防护件可以包括多个片状物，所述多个片状物利用至少一个肋联接至后热器。该肋可以在带状晶体的边缘附近对齐。该方法可以进一步提供至少在两个侧面包围坩锅的基部绝热体。该基部绝热体具有防护件，该防护件联接至基部绝热体的至少一部分，并且该防护件位于基部绝热体与坩锅之间。该坩锅可以包括与该防护件的一部分邻接的至少一个挡板(baffle)。基部绝热体可以具有位于坩锅下方的至少一个开口，其中，气体向下流过坩锅并穿过所述至少一个开口。该方法可以进一步将气体从外部气源引导到所述至少一个开口中。基部绝热体可以具有防护件，该防护件联接至基部绝热体的至少一部分，其中，该防护件位于基部绝热体与坩锅之间。该方法可以进一步提供联接至基部绝热体的至少一个挡板，其中，气流被引导为向下经过至少一个挡板和坩锅。该方法可以进一步提供后热器，该后热器位于坩锅上方并且至少在两个侧面与带状晶体邻近。该后热器可以具有至少一个开口。该方法可以进一步将气体从外部气源引导到所述至少一个开口中，其中，气体被朝向带状晶体引导。后热器可以具有防护件，该防护件联接至后热器的至少一部分。该防护件位于带状晶体与后热器之间。该方法可以进一步提供气体密封件，该气体密封件联接至后热器并且与带状晶体邻近，其中，气流基本上朝向坩锅离开所述气体密封件。该方法可以进一步提供壳体，该壳体包围坩锅和带状晶体的一部分，并且提供防护件，该防护件联接至所述壳体的至少一部分。该防护件与带状晶体的一部分邻近。该方法可以进一步提供气体密封件，该气体密封件联接至壳体并且与带状晶体邻近。该气体密封件具有至少一个开口。该方法可以进一步将气体从外部气源引导到所述至少一个开口中。气体被朝向带状晶体引导，并且气流基本上在带状晶体与防护件之间沿着该防护件离开所述气体密封件。

根据本发明的另一个实施例，一种带状晶体生长系统包括：坩埚，该坩埚用于容纳熔融材料；以及基部绝热体，该基部绝热体至少在两个侧面包围所述坩锅。基部绝热体可以具有位于坩锅下方的一个或多个开口。该带状晶体生长系统还可以包括气体系统，该气体系统通过至少一个开口提供来自外部气源的气体，使得气体向下流过坩锅并穿过所述至少一个开口。