[发明专利]低氧低杂多晶硅铸锭方法有效

专利信息
申请号: 201911351510.2 申请日: 2019-12-25
公开(公告)号: CN110983438B 公开(公告)日: 2022-03-22
发明(设计)人: 陈雪 申请(专利权)人: 天合光能(常州)科技有限公司;天合光能股份有限公司
主分类号: C30B28/06 分类号: C30B28/06;C30B29/06;B05D7/24;B05D1/02
代理公司: 浙江永鼎律师事务所 33233 代理人: 郭小丽
地址: 213031 江苏省常*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 低氧 杂多 铸锭 方法
【说明书】:

发明提供了一种低氧低杂多晶硅铸锭方法,属于多晶铸锭技术领域。它包括以下步骤:A、坩埚喷涂,将坩埚喷涂氮化硅溶液,B装料,籽晶装入坩埚底部,将硅料装入坩埚中,投入铸锭炉,C、加热熔化,抽真空条件下,冲入氩气保持流量稳定,保持底部籽晶不熔,硅料熔化,D、长晶,逐步增大隔热笼开度,控制长晶速度,实现定向凝固,E、退火冷却,对长晶结束的铸锭进行冷却退火,出炉进一步冷却,去除坩埚获得多晶硅锭。本发明制备的单晶硅氧含量和杂质均较低,降低氧含量有利于降低碳化硅的生产,减低碳化硅和氮化硅的杂质有利于提高晶体质量,同时提高晶体的良率,降低铸锭成本。

技术领域

本发明属于多晶铸锭技术领域,涉及一种低氧低杂多晶硅铸锭方法。

背景技术

太阳能电池多晶硅片生产,是采用多晶石英坩埚经过氮化硅喷涂后,装入硅片投入多晶铸锭炉进行定向凝固技术生产出多晶硅锭,经过开方切片形成多晶硅片,铸锭炉一般有带水冷金属腔体,内部隔热笼保温毡,加热器,DS-block和支撑杆组成,DS-block上放置石英坩埚,石英坩埚由四周和底部有石墨护板支撑,铸锭时,坩埚中所盛硅料融化后,隔热笼底部的石墨毡下移打开或者隔热笼罩往上提升打开,坩埚底部受冷最先开始凝固长晶,随着隔热笼的移动逐步完成定向生产过程,长晶完成的晶锭经过了退火冷却即完成了多晶铸锭的过程。

多晶铸锭目前已经普遍采用高效多晶铸锭技术,采用纯多晶碎料单做诱导籽晶,化料末期隔热笼就保持部分打开状态,使得坩埚底部的仔晶在整个化料过程中只有部分熔化,多晶硅锭在诱导籽晶的基础上,生长出晶粒分布大小均匀的高效多晶硅锭,也是通常所讲的半熔工艺技术,但此工艺过程由于化料后期也保持隔热笼打开状态,与全熔工艺相比,改变铸锭炉中的対流圈分布,杂质无法通过有效的排除到坩埚壁或者排除到晶锭顶部,对料况的耐受力较弱,杂质相对较高,正常全熔杂质比例水平0.5%以下,而半熔杂质水平约1-2%。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题,提供一种低氧低杂多晶硅铸锭方法。

为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:

一种低氧低杂多晶硅铸锭方法,包括以下步骤:

A、坩埚喷涂,将坩埚喷涂氮化硅溶液,

B、装料,籽晶装入坩埚底部,将硅料装入坩埚中,投入铸锭炉,

C、加热熔化,抽真空条件下,冲入氩气保持流量稳定,保持底部籽晶不熔,硅料熔化,

D、长晶,逐步增大隔热笼开度,控制长晶速度,实现定向凝固,

E、退火冷却,对长晶结束的铸锭进行冷却退火,出炉进一步冷却,去除坩埚获得多晶硅锭。

进一步的,在步骤A中,所述的坩埚为横截面为正方形的坩埚,在喷涂氮化硅时,先在距离坩埚底部300-370mm处横向喷涂2道,两道之间间隔5-10cm,然后沿着坩埚口到坩埚底的纵向方向喷涂,等距离均匀排布喷8-10道,四个侧面依次喷涂完成后,再等距离均匀排布喷坩埚底部8-10道。

进一步的,在步骤A中,所述的坩埚为的边长在104-106cm之间。

进一步的,在步骤A中,氮化硅溶液由氮化硅、硅溶胶和纯水混合搅拌0.5-1h而成,氮化硅、硅溶胶和纯水质量比为1:0.4-0.6:2-2.5。

进一步的,在步骤A中,氮化硅溶液由氮化硅、硅溶胶和纯水混合搅拌0.5-1h而成,氮化硅、硅溶胶和纯水质量比为1:0.5:2.25。

进一步的,在步骤A中,步骤A中,喷涂采用机械喷涂,喷枪的雾化压力为2.5-3.4kgf/cm2,雾形压力为2-3kgf/cm2,吐出量为0.6-1.0,喷幅为长椭圆形26-31*7-12cm,喷枪到坩埚的喷涂距离为15-20cm为宜,喷涂温度控制在80-100℃。

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