本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的方法，包括以下步驟：在多晶硅鑄錠爐的坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2和石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)的隔離層；使用所述多晶硅鑄錠爐通過(guò)定向凝固法鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅。另外還提出一種鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的裝置。上述鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的方法及裝置，在坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置隔離層，以在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2和石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)生成CO，從而能夠減少多晶硅鑄錠爐內(nèi)C含量，使SiC雜質(zhì)沉淀的生成減少，使鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅中的C雜質(zhì)減少、缺陷密度減少，進(jìn)而提高鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的鑄錠成品率、切片良率以及電池片的轉(zhuǎn)換效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及太陽(yáng)能光伏材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的方法及裝置。
技術(shù)介紹
目前，利用鑄造法生產(chǎn)太陽(yáng)能用多晶硅的方法受到了越來(lái)越多的關(guān)注。在鑄錠過(guò)程中，尤其是高溫階段坩堝表面的SiO2會(huì)與石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)生成CO，這樣增加了爐內(nèi)C含量，使SiC雜質(zhì)沉淀的生成增加，鑄造多晶硅中的雜質(zhì)增加、缺陷密度增大，從而降低鑄造多晶硅的成品率和切片良率。局部碳沉淀產(chǎn)生的SiC更是電池片漏電點(diǎn)產(chǎn)生的主要原因之一，同時(shí)硅片中雜質(zhì)含量高導(dǎo)致缺陷密度(隱晶、位錯(cuò)等)偏高，使得漏電流較高，轉(zhuǎn)換效率偏低，降低硅錠中的碳含量成為鑄造多晶硅急需解決的主要問(wèn)題之一。另外，降低硅錠中的碳含量也是采用鑄造法生產(chǎn)的準(zhǔn)單晶硅急需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于此，有必要針對(duì)鑄錠過(guò)程中坩堝表面SiO2會(huì)與石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅中的C雜質(zhì)增加、缺陷密度增大的問(wèn)題，提供一種鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的方法，能夠降低鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅中的碳含量。一種鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的方法，包括以下步驟在多晶硅鑄錠爐的坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置在鑄錠過(guò)程中，尤其是高溫階段，抑制坩堝外表面的SiO2和石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)的隔離層；使用所述多晶硅鑄錠爐通過(guò)定向凝固法鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在多晶硅鑄錠爐的坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2和石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)的隔離層的步驟包括在石墨護(hù)板與坩堝相對(duì)的內(nèi)側(cè)面形成氮化硅或碳化硅涂層，或者在坩堝外表面上形成氮化硅或碳化硅涂層。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述坩堝的外表面包括與所述石墨護(hù)板相對(duì)的側(cè)面，所述氮化硅或碳化硅涂層設(shè)置在所述坩堝的側(cè)面上。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在多晶硅鑄錠爐的坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2和石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)的隔離層的步驟包括在所述坩堝的外表面上設(shè)置由金屬墊片及/或陶瓷層形成的隔離層，或者在所述石墨護(hù)板與坩堝相對(duì)的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置由金屬墊片及/或陶瓷層形成的隔離層。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述隔離層可通過(guò)懸掛或螺栓固定的方式設(shè)置。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的金屬墊片為鎢片或鑰片，所述的陶瓷片為氮化硅或碳化硅陶瓷片。另外，還有必要提供一種鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的裝置，包括多晶硅鑄錠爐，所述多晶硅鑄錠爐內(nèi)設(shè)有熱交換臺(tái)，所述熱交換臺(tái)上設(shè)有坩堝及石墨護(hù)板，所述坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置有在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2和石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)的隔離層。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述隔離層為在所述坩堝的外表面上設(shè)置的金屬墊片及/或陶瓷層，或者為在所述石墨護(hù)板與坩堝相對(duì)的內(nèi)側(cè)面設(shè)置的金屬墊片及/或陶瓷層。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的金屬墊片為鎢片或鑰片，所述的陶瓷片為氮化硅或碳化硅陶瓷片。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述隔離層為在所述石墨護(hù)板與坩堝相對(duì)的內(nèi)側(cè)面上形成的氮化硅或碳化硅涂層，或?yàn)樵谒鲔釄宓耐獗砻嫔闲纬傻牡杌蛱蓟柰繉印Ｉ鲜鲨T造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的方法及裝置，在坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置隔離層，以在鑄徒過(guò)程中抑制樹(shù)禍外表面的SiO2和石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)生成CO，從而能夠減少多晶硅鑄錠爐內(nèi)C含量，使SiC雜質(zhì)沉淀的生成減少，使鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅中的C雜質(zhì)減少、缺陷密度減少，進(jìn)而提聞鑄造多晶娃或準(zhǔn)單晶娃的鑄淀成品率、切片良率以及電池片的轉(zhuǎn)換效率。 附圖說(shuō)明圖1是本實(shí)施方式鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的局部放大圖。具體實(shí)施例方式下面以鑄造多晶硅為例，說(shuō)明本實(shí)施方式的鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的方法是如何實(shí)施的。鑄造多晶硅中，坩堝用以盛放硅料后放置在多晶硅鑄錠爐的熱交換臺(tái)上，石墨護(hù)板在坩堝外側(cè)圍繞放置。坩堝的外表面包括底面和側(cè)面，其中底面承靠于熱交換臺(tái)，側(cè)面和石墨護(hù)板相對(duì)。鑄錠過(guò)程中，尤其是高溫階段，坩堝側(cè)面的SiO2容易與石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)。由此，以下實(shí)施例的鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的方法的構(gòu)思是在多晶硅鑄錠爐的坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2和石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)的隔離層，然后使用所述多晶硅鑄錠爐通過(guò)定向凝固法鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅。定向凝固法指的是在同一個(gè)坩堝中熔煉，利用雜質(zhì)元素在固相和液相中的分凝效應(yīng)達(dá)到提純之目的，同時(shí)通過(guò)單向熱流控制，使坩堝中的熔體達(dá)到一定溫度梯度，從而獲得沿生長(zhǎng)方向整齊排列的柱狀晶組織。坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置隔離層一般包括以下方式在坩堝側(cè)面上設(shè)置隔離層、在石墨護(hù)板與坩堝相對(duì)的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置隔離層。下面結(jié)合具體實(shí)施例說(shuō)明上述構(gòu)思是如何實(shí)現(xiàn)的。實(shí)施例1通過(guò)涂覆方法將氮化硅或碳化硅懸浮液涂覆到坩堝的外側(cè)面或在石墨護(hù)板的相對(duì)內(nèi)側(cè)上形成氮化硅或碳化硅涂層，用作隔離層，以在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2與石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)。涂覆方法選自噴涂、刷涂、噴灑及浸潤(rùn)中的一種或幾種。氮化硅(或碳化硅)懸浮液是用氮化硅(或碳化硅)和水按比例配置而成，或者用硅溶膠、聚乙烯醇、氮化硅(或碳化硅)和水按比例配置而成。用此坩堝和護(hù)板裝入多晶硅料，進(jìn)行定向凝固生長(zhǎng)，使用傅里葉紅外光譜儀(NIC0LET6700)測(cè)試多晶硅錠中的碳含量，比未設(shè)置隔離層得到的普通硅錠中的碳含量低1. 9%，經(jīng)過(guò)紅外探傷測(cè)試儀(Semilab IRB-50)測(cè)試，統(tǒng)計(jì)得到的雜質(zhì)含量比正常多晶硅錠的雜質(zhì)含量低1%左右，切片良率提高4%，線痕片比例降低1. 7%。實(shí)施例2在多晶硅鑄錠爐的石墨護(hù)板的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置金屬墊片、陶瓷層，如鑰片，鎢片，氮化硅或者碳化硅陶瓷墊片等，用作隔離層，可通過(guò)懸掛或者螺栓固定的方式固定在石墨護(hù)板的內(nèi)側(cè)，以在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2與石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)，懸掛或者螺栓固定的方式使得隔離層可根據(jù)需要調(diào)整為固定式或可拆卸式。裝入多晶硅料定向凝固生長(zhǎng)，使用傅里葉紅外光譜儀(NIC0LET6700)測(cè)試生長(zhǎng)得到的多晶硅錠中的碳含量，比未設(shè)置隔離層得到的普通硅錠中的碳含量低2. 0%，經(jīng)過(guò)紅外探傷測(cè)試儀(Semilab IRB-50)測(cè)試，統(tǒng)計(jì)得到的雜質(zhì)含量可比正常多晶硅錠的雜質(zhì)含量低1. 1%左右，切片良率提高4. 1%，線痕片比例降低1.8%。實(shí)施例3 隔離層可以設(shè)置在坩堝上的外表面上，可以是金屬墊片、陶瓷層，如鑰片，鎢片，氮化硅或者碳化硅陶瓷墊片等，用以在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2與石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)。裝入多晶硅料定向凝固生長(zhǎng)，使用傅里葉紅外光譜儀(NIC0LET6700)測(cè)試生長(zhǎng)得到的多晶硅錠中的碳含量，比未設(shè)置隔離層得到的普通硅錠中的碳含量低2. 2%，經(jīng)過(guò)紅外探傷測(cè)試儀(Semilab IRB-50)測(cè)試，統(tǒng)計(jì)得到的雜質(zhì)含量比正常多晶硅錠雜質(zhì)含量低1. 3%左右，切片良率提高4. 3%，線痕片比例降低1. 8%。可以理解，上述方法不僅適用于鑄造多晶硅，還適用于鑄造準(zhǔn)單晶硅，只要設(shè)置隔離層，就能夠降低鑄造準(zhǔn)單晶硅中的碳含量。請(qǐng)參考圖1和圖2，本實(shí)施方式還提供了一種鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的裝置，其包括一個(gè)多晶硅鑄錠爐。多晶硅鑄錠爐內(nèi)設(shè)有熱交換臺(tái)110，熱交換臺(tái)110上放置坩堝120及石墨護(hù)板130。坩堝120與石墨護(hù)板130之間設(shè)置隔離層140。隔離層140可以設(shè)置在坩堝120外表面上，也可以設(shè)置在石墨護(hù)板130的內(nèi)側(cè)，隔離層140可以是氮化硅或碳化硅本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅的方法，其特征在于，包括以下步驟：在多晶硅鑄錠爐的坩堝和石墨護(hù)板之間設(shè)置在鑄錠過(guò)程中抑制坩堝外表面的SiO2和石墨護(hù)板中的C發(fā)生反應(yīng)的隔離層；使用所述多晶硅鑄錠爐通過(guò)定向凝固法鑄造多晶硅或準(zhǔn)單晶硅。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭玉芹，朱常任，胡亞蘭，武鵬，周之燕，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：江蘇協(xié)鑫硅材料科技發(fā)展有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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