[发明专利]一种单晶硅的制备装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种单晶硅的制备装置及其使用方法，属于单晶硅制造技术领域，真空熔炼室；分瓣式水冷铜坩埚，设置在所述真空室内；石墨熔化棒，可伸入所述分瓣式水冷铜坩埚中；高频感应线圈，设在所述分瓣式水冷铜坩埚外；石英坩埚，位于所述分瓣式水冷铜坩埚的下方；石墨加热器，套设在所述石英坩埚外；低频感应线圈，套设在所述石墨加热器外；第一提升机构，与所述低频感应线圈相连，用于提供所述低频感应线圈沿所述石英坩埚轴向方向的提升力；冷却器，贴附在所述石英坩埚的底部；加料机构，其出料通入所述分瓣式水冷铜坩埚。可降低最终硅晶体的氧含量，综合提高晶体质量。

技术领域

本申请涉及单晶硅制备技术领域，具体涉及一种单晶硅的制备装置及其使用方法。

背景技术

当天然气、煤、石油等不可再生能源频频告急，新能源的崛起并在未来占据主导地位是社会经济发展的必经之路。太阳能做为清洁能源，在国际光伏产业巨大市场的带动下，得到了迅猛的发展。在太阳能光伏发电行业中，单晶硅成为基材担当起制备太阳能电池主要原材料。目前，制造单晶硅的方法主要是Cz法直拉单晶、Fz法区熔单晶。Cz法直拉单晶主要用于制作太阳能单晶硅，而Fz法区熔单晶主要应用于制作高反应元件上。前者在熔炼过程中，熔化的硅用石英坩埚装载，液态硅不可避免的接触石英坩埚中的氧；后者为无坩埚的悬浮熔炼，液态硅悬浮不接触其他材料没有污染，但成本略高。降低单晶硅的制作成本，并减少单晶硅的氧含量，是亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种单晶硅的制备装置及其使用方法，以解决相关技术中存在的单晶硅的制作成本高，且单晶硅的氧含量高的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种单晶硅的制备装置，包括：

真空熔炼室；

分瓣式水冷铜坩埚，所述分瓣式水冷铜坩埚设置在所述真空室内；

石墨熔化棒，所述石墨熔化棒可伸入所述分瓣式水冷铜坩埚中；

高频感应线圈，所述高频感应线圈设在所述分瓣式水冷铜坩埚外；

石英坩埚，所述石英坩埚位于所述分瓣式水冷铜坩埚的下方；

石墨加热器，所述石墨加热器套设在所述石英坩埚外；

低频感应线圈，所述低频感应线圈套设在所述石墨加热器外；

第一提升机构，所述第一提升机构与所述低频感应线圈相连，用于提供所述低频感应线圈沿所述石英坩埚轴向方向的提升力；

冷却器，所述冷却器贴附在所述石英坩埚的底部；以及

加料机构，所述加料机构的出料通入所述分瓣式水冷铜坩埚。

进一步地，还包括：

第二提升机构，所述石墨熔化棒设置在所述第二提升机构上，当所述分瓣式水冷铜坩埚预热完成后，通过所述第二提升机构将所述石墨熔化棒从所述分瓣式水冷铜坩埚中拉出。

进一步地，所述高频感应线圈上连接有高频感应加热电源，所述高频感应线圈的感应频率为10KHz～30KHz。

进一步地，所述石墨加热器上连接有石墨加热电源。

进一步地，所述冷却器14上连接有冷却系统。

进一步地，所述低频感应线圈上连接有低频感应线圈电源，所述的低频感应线圈的感应频率为1Hz～4Hz。

进一步地，初始状态时，所述低频感应线圈底部和石英坩埚底部在一条水平线上。

进一步地，所述水冷铜坩埚底部范围内有若干个1mm～3mm出液孔。

进一步地，所述第一提升机构的提升速度可为0.1mm/min～1.5mm/min。