一種多晶硅錠的晶體生長方法技術

本發明專利技術提供了一種多晶硅錠的晶體生長方法。該晶體生長方法包括加熱階段、熔化階段、生長階段、退火階段和冷卻階段，其中，在生長階段，從生長開始時至透頂完成時，將多晶鑄錠的頂部中央區域溫度維持在恒定值。本發明專利技術的晶體生長方法能夠減小多晶硅錠生長過程中豎直方向上的溫度梯度，使硅錠的生長速度更加平穩，進而使硅錠內部雜質更均勻地向液相分凝，能夠有效地降低硅錠的晶體內部的缺陷密度，提升多晶硅錠的整體品質，從而由多晶硅錠制作的單個電池片的電池效率以及高效電池片的整體比例均得到提升。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光伏電池領域，具體而言，涉及。
技術介紹
作為清潔環保的新能源，太陽能電池的應用越來越普及。傳統的硅電池工藝，單位面積的發電量較低，電池效率較低，由于太陽能電池大部分安裝在地面上，這樣大大增加了太陽能電池板的占地面積。因此太陽能電池的電池效率的提高，有利于大大降低土地成本。通常使用多晶鑄錠爐生產用來制作太陽能電池的電池片的多晶硅錠。多晶鑄錠爐生產工藝的過程包括加熱(H)、熔化(M)、生長(G)、退火(A)和冷卻(C)五個階段。其中，力口熱階段的目的是對鑄錠爐內部熱場和硅料進行預熱；熔化階段的目的是逐漸升溫，最終使硅料全部變成熔融的液態硅；生長階段的目的是通過控制溫度和緩慢提升隔熱籠的方式，完成液態硅到固態硅的結晶過程；退火階段的目的是消除多晶硅錠的內應力；冷卻階段的目的是對多晶硅錠進行降溫，待溫度降低到450°C，可以出爐?，F有技術中的多晶鑄錠爐生產工藝，其運行過程是通過軟件程序控制驅動模塊來實現硬件運行的，而軟件程序也稱之為工藝配方，工藝配方中參數的更改只需進入模式中的參數控制界面即可手動進行更改，目前很多生產多晶硅錠的廠家只是采用了鑄錠爐廠家提供的原始工藝配方，在生長階段多晶硅錠的生長速度變化較大，導致雜質向液相中分凝不均勻，增加了晶體內的缺陷密度，最終導致多晶硅錠品質的整體下降，影響由其制作的太陽能電池整體電池效率的發揮。
技術實現思路
本專利技術提供了，以解決多晶硅錠在生長階段的生長速度變化較大，導致晶體內的缺陷密度增加，多晶硅錠品質整體下降，影響由其制作的太陽能電池整體電池效率發揮的技術問題。根據本專利技術的一個方面，提供了，包括加熱階段、熔化階段、生長階段、退火階段和冷卻階段，其中，在生長階段，從生長開始時至透頂完成時，將多晶鑄錠的頂部中央區域溫度維持在恒定值。進一步地，上述恒定值為1390 1430°C范圍內的任意一個溫度值。進一步地，上述恒定值為1420°C。進一步地，在生長階段，從透頂完成時至長角完成時，頂部中央區域溫度的變化量(5。。。進一步地，在生長階段，從生長開始時至透頂完成時，將多晶鑄錠的頂部中央區域溫度維持在1420°c ;從透頂完成時至長角完成時，多晶鑄錠的頂部中央區域溫度從1420°c變化到1415°C。進一步地，通過軟件程序來控制多晶鑄錠的頂部中央區域溫度的變化。應用本專利技術的技術方案的晶硅錠的晶體生長方法，通過多晶硅錠頂部中央區域的溫度控制點來控制多晶硅錠爐的加熱器的加熱功率，從生長開始時至透頂完成時將TCl維持在恒定值，也就是將加熱器的加熱功率更穩定地控制在一個恒定值，從而能夠減小多晶硅錠生長過程中豎直方向上的溫度梯度，使硅錠的生長速度更加平穩，進而使硅錠內部雜質更均勻地向液相分凝，能夠有效地降低硅錠的晶體內部的缺陷密度，提升多晶硅錠的整體品質，從而由多晶硅錠制作的單個電池片的電池效率以及高效電池片的整體比例均得到提升。附圖說明構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中圖I示出了本專利技術實施例I的多晶硅錠的生長速率曲線；以及圖2示出了對比例的多晶硅錠的生長速率曲線。 具體實施例方式下面將結合本專利技術實施例，對本專利技術的技術方案進行詳細的說明，但如下實施例僅是用以理解本專利技術，而不能限制本專利技術，本專利技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合，本專利技術可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本專利技術中所提到的技術術語“透頂”的含義是多晶硅錠生長工藝采用定向固化生長，即由硅錠底部逐漸結晶，豎直向上生長。同一水平面上，由于硅錠中間部分溫度較低，故先結晶，因而中間部分生長速度較快，當硅錠頂部中央區域先凝固成固體時，稱為“透頂”。本專利技術中所提到的技術術語“長角”的含義是當硅錠頂部中央區域先凝固成固體后，角部還有未凝固的液相，硅錠繼續由頂部中央區域逐漸向角部結晶，最終液態硅全部凝結成固態硅，稱為“長角”。在本專利技術典型的實施方式中，多晶硅錠的晶體生長方法包括加熱階段、熔化階段、生長階段、退火階段和冷卻階段，其中，在生長階段，從生長開始時至透頂完成時，將多晶鑄錠的頂部中央區域溫度TCl維持在恒定值。上述的溫度TCl為多晶硅錠頂部中央區域的溫度控制點的溫度測量值，通過該溫度控制點來控制多晶硅錠爐的加熱器的加熱功率，從生長開始時至透頂完成時將TCl維持在恒定值，也就是將加熱器的加熱功率更穩定地控制在一個恒定值，這相比較于現有技術中采用廠家原始工藝配方的生長過程中TCl不恒定導致加熱功率變化較大的情況，具有明顯優勢，即能夠減小多晶硅錠生長過程中豎直方向上的溫度梯度，使硅錠的生長速度更加平穩，進而使硅錠內部雜質更均勻地向液相分凝，能夠有效地降低硅錠的晶體內部的缺陷密度，提升多晶硅錠的整體品質，從而由多晶硅錠制作的單個電池片的電池效率以及高效電池片的整體比例均得到提升。在本專利技術優選的實施方式中，上述TCl維持在的恒定值為1390 1430°C范圍內的任意一個溫度值；進一步優選地，該恒定值為1420°C。將TCl維持在上述的恒定值，多晶硅錠的生長效果更佳。在本專利技術優選的實施方式中，從透頂完成時至長角完成時，頂部中央區域溫度(TCl)的變化量< 5°C。在多晶硅錠的生長過程中，透頂完成時，硅錠的主體大部分已經基本長成，最后達到硅錠整體完全長成的長角過程的溫度和加熱功率控制可以略微放寬，優選從透頂完成時至長角完成時TCl的變化量控制在5°C以內，可以進一步提高多晶硅錠的整體長成效果。進一步優選地，在生長階段，從生長開始時至透頂完成時，將TCl維持在1420°C ；從透頂完成時至長角完成時，TCl從1420°C變化到1415°C。將在生長過程中的TCl變化控制在上述范圍，多晶硅錠的生長效果更佳。在本專利技術優選的實施方式中，通過軟件程序控制驅動模塊實現硬件運行，來達到控制頂部中央區域溫度(TCl)的變化，即控制加熱器的加熱功率變化的效果。通常采用PLC鑄錠爐自動控制軟件來實現溫度和加熱功率的自動化控制，采用該軟件控制晶體生長過程的溫度，自動化程度高，有利于工業化生產。下面將結合實施例進一步說明本專利技術的有益效果。實施例I采用多晶鑄錠爐，使用定向固化生長的方法生產多晶硅錠，包括加熱階段、熔化階段、生長階段、退火階段和冷卻階段。生長階段的工藝配方如表I所示，其中，G6階段結束時，透頂完成；G7階段結束時，長角完成。表I本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多晶硅錠的晶體生長方法，包括加熱階段、熔化階段、生長階段、退火階段和冷卻階段，其特征在于，在所述生長階段，從生長開始時至透頂完成時，將所述多晶鑄錠的頂部中央區域溫度（TC1）維持在恒定值。

【技術特征摘要】
1.一種多晶硅錠的晶體生長方法，包括加熱階段、熔化階段、生長階段、退火階段和冷卻階段，其特征在于，在所述生長階段，從生長開始時至透頂完成時，將所述多晶鑄錠的頂部中央區域溫度(TCl)維持在恒定值。2.根據權利要求I所述的晶體生長方法，其特征在于，所述恒定值為1390 1430°C范圍內的任意一個溫度值。3.根據權利要求2所述的晶體生長方法，其特征在于，所述恒定值為1420°C。4.根據權利要求I所述的晶體生長方法，其特征在于，在所述生長階段...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張任遠，劉磊，高文寬，潘明翠，吳萌萌，
申請(專利權)人：英利集團有限公司，
類型：發明
國別省市：