[发明专利]一种表征铸锭长晶界面的方法

说明书

本发明涉及一种表征铸锭长晶界面的方法，检测小方锭的电阻率并记录电阻率在小方锭上的高度位置，建立电阻率的高度位置的数据矩阵，根据数据矩阵表征铸锭平行于长晶方向的任一横截面的长晶界面形状，或表征铸锭的同一电阻率的二维或三维界面；由于硅锭中的电阻率与掺杂剂的浓度正相关，因此电阻率的分布反应了硅锭中掺杂剂浓度大小，即在同一时刻同一固液界面完成长晶的多晶硅具有相同的掺杂剂浓度和电阻率值，因此通过获得电阻率的分布特点，能够较准确的得到长晶界面形状，进而揭示多晶硅铸锭过程的长晶行为。

技术领域

本发明涉及晶体硅领域，特别涉及一种表征铸锭长晶界面的方法。

背景技术

光伏太阳能电池将太阳能转化成电能，清洁无污染且安全可循环，是一种可以解决眼下严重的环境污染和石化能源枯竭的有效途径，同时又是一项利于子孙后代的事业。

例如定向凝固铸造多晶硅锭，具有生产成本低，投料量大，铸锭工艺简单以及原生硅料品质要求低等优势，是生产光伏电池材料的主要方式。目前，G6(第六代)多晶硅锭的铸造投料量已超过850Kg，G7(第七代)多晶硅锭的铸造投料量已超1吨。然而，铸锭多晶硅中位错缺陷密度大，金属杂质含量高同时存在大量的随机晶界等缺陷，铸造多晶硅锭中这些缺陷直接影响硅太阳能电池的光电转换效率。控制多晶硅铸锭定向凝固界面形状可有效控制晶体生长方向，以及晶界和晶向的分布，理想的长晶界面可有效减少多晶硅锭中缺陷密度，提高多晶硅锭质量，提高多晶硅太阳能电池的光电转换效率。目前，多晶硅长晶行为的研究和优化主要借助模拟软件仿真多晶硅定向凝固过程的热场分布和长晶界面形状，而不同多晶硅铸锭阶段，真实的长晶界面形状目前很难用较简单的办法检测得到。对于铸造单晶，存在同样的问题。

发明内容

基于此，有必要针对真实的长晶界面形状目前很难用较简单的办法检测得到的问题，提供一种表征铸锭长晶界面的方法。

一种表征铸锭长晶界面的方法，包括步骤：

铸锭的长晶方向开方，得到若干的小方锭；

将若干小方锭按照在所述铸锭中的位置排序，并建立平面直角坐标系，定位每个小方锭在坐标系中的坐标位置；

检测每个小方锭的特定的电阻率的高度；

根据所述特定电阻率的高度及在坐标系中的坐标位置建立特定电阻率在铸锭中的高度位置的数据矩阵；

根据所述数据矩阵表征铸锭平行于长晶方向的任一横截面的长晶界面形状，或表征铸锭的同一电阻率的二维或三维界面。

上述表征铸锭长晶界面的方法，由于硅锭中的电阻率与掺杂剂的浓度正相关，因此电阻率的分布反应了硅锭中掺杂剂浓度大小，即在同一时刻同一固液界面完成长晶的多晶硅具有相同的掺杂剂浓度和电阻率值，因此通过获得电阻率的分布特点，能够较准确的得到长晶界面形状，进而揭示多晶硅铸锭过程的长晶行为。

在其中一实施例中，所述检测每个小方锭的特定电阻率的高度的步骤包括：

测量每个小方锭四个侧面的中心线及四条棱边上的特定电阻率的高度，其中相邻两个小方锭的相重叠的中心线及相重叠的棱边上的特定电阻率的高度均取平均值。

在其中一实施例中，根据所述特定电阻率的高度及在坐标系中的坐标位置建立特定电阻率在铸锭中的高度位置的数据矩阵的步骤包括：

根据特定电阻率的高度及在坐标系中的坐标位置建立高度位置的数据矩阵；

利用插值法或取平均值法将所述数据矩阵补充完整。

在其中一实施例中，利用数据处理软件表征铸锭平行于长晶方向的任一横截面的长晶界面形状，或表征铸锭的同一电阻率的二维或三维界面。

在其中一实施例中，分别依据小方锭在X和Y方向上的块数设定所述平面直角坐标系的X及Y坐标值。