[发明专利]改进的晶体硅的制造

权利要求书

1.一种制造用于光伏电池的晶体硅的方法，该方法包括：

在坩埚中提供硅晶种层，其中所述硅晶种层的外周限定了面向所述坩埚内壁的晶种层的外周面，所述晶种层的外周包含多种外周晶种砖；

在所述晶种层上提供硅原料；

使所述硅原料以及使所述晶种层的上部熔融，从而在所述坩埚中生成熔融硅；

定向凝固所述熔融硅以形成硅锭；其中

每个所述外周晶种砖均被设置为使得所述外围晶种砖包含取向与相邻的所述坩埚的内壁表面基本上平行的第一{110}晶面、以及与所述熔融硅的凝固方向基本上垂直的第二{110}晶面。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述每个外周晶种砖的第一{110}晶面的取向均在与所述相邻的坩埚内壁表面平行方向的15度以内。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述晶种层外周表面的至少60％位于{110}晶面中。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述外周表面由多个外周晶种砖形成，并且其中所述外周晶种砖被布置为处于至少两个不同的结晶取向上，所述的至少两个结晶取向与围绕平行于所述熔融硅的凝固方向的轴的旋转变化相关。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述外周表面由多个外周晶种砖形成，并且其中所述外周晶种砖被布置为处于至少两个不同的结晶取向上，所述的至少两个结晶取向与围绕平行于所述熔融硅的凝固方向的轴的旋转变化相关。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述晶种层还包含至少一个被所述外周晶种砖包围的中心晶种砖。

7.根据权利要求6所述的方法，其中至少一个所述中心晶种砖具有垂直于所述熔融硅的凝固方向的晶面，并且该晶面与所述外周晶种砖的垂直于所述凝固方向的晶面不同。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一个中心晶种砖被设置成使得所述熔融硅的凝固发生在与所述砖的{100}晶面垂直的方向上。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中所述晶种层包含多个中心晶种砖，所述多个中心晶种砖中包括至少一个具有垂直于所述熔融硅的凝固方向的晶面的中心晶种砖，并且该晶面与所述外周晶种砖的垂直于所述凝固方向的晶面相同。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中具有相同的垂直于所述熔融硅的凝固方向的晶面的晶种砖彼此之间被具有不同的垂直于所述熔融硅的凝固方向的晶面的晶种砖分离。

11.根据权利要求1至3和5至8任一项所述的方法，其中至少一对相邻的晶种砖被布置成使得所述相邻晶种砖的至少一对等效晶面绕水平轴倾斜5度至15度之间的角度。

12.根据权利要求9所述的方法，其中具有相同的垂直于所述熔融硅的凝固方向的晶面的晶种砖彼此之间被具有不同的垂直于所述熔融硅的凝固方向的晶面的晶种砖分离。

13.根据权利要求12所述的方法，其中至少一对相邻的晶种砖被布置成使得所述相邻晶种砖的至少一对等效晶面绕水平轴倾斜5度至15度之间的角度。

14.根据权利要求1至3和5至8任一项所述的方法，还包括由所述硅锭形成一个或多个硅晶片。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述形成一个或多个晶片的步骤包括线切割工艺。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述线切割工艺为金刚石线切割工艺。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括对所述一个或多个硅晶片的表面施加刻蚀步骤。

18.根据权利要求1至3和5至8任一项所述的方法，其中至少80％的在所述晶种层上形成的所述硅锭具有与所述晶种层的晶体结构相符的晶体结构。

19.根据权利要求1至3和5至8任一项所述的方法，其中所述晶种层由单一的单晶硅源形成。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括采用提拉法形成所述单晶硅源。

21.一种用于通过定向凝固制备晶体硅的装载坩埚，所述装载坩埚包括：晶体硅晶种层，其中所述硅晶种层的外周由多个晶种砖形成，所述多个晶种砖限定了面向坩埚内壁的晶种层外周表面；并且每个所述外周晶种砖均被设置为包含与相邻的所述坩埚的内壁表面平行的第一{110}晶面、以及水平延伸穿过所述坩埚的第二{110}晶面。