本發明專利技術提供一種利用直拉區熔法制備太陽能級硅單晶的方法：在區熔階段的等徑生長工藝中，在區熔硅單晶爐電氣控制系統的控制下，使下轉電機正向、反向交替轉動，所述下轉電機帶動硅單晶按照設定的正向角度和反向角度轉動。本發明專利技術提高了太陽能級硅單晶的徑向均勻性，解決了太陽能級硅單晶的黑心問題，能夠提高由該太陽能級硅單晶制得的太陽能電池片的轉換效率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于硅單晶的制備
，尤其是涉及。
技術介紹
直拉區熔硅單晶生產技術克服了傳統直拉法和區熔法生產工藝中的固有缺陷，易于規模化生產。由直拉區熔法制得的硅單晶具有良好的性能價格比，且具有易于摻入特殊固態雜質元素的特性，所以在半導體材料領域具有廣闊的市場和應用前景。但目前用于太陽能領域的直拉區熔硅單晶，在其制備工藝中的區熔階段單晶是單方向旋轉的，所以氣相摻雜過程中，摻雜劑和氧碳等分布不均，仍然會出現直拉硅單晶常見的黑心現象，且其徑向均勻性差，影響由其制得的太陽能電池片的轉換效率。
技術實現思路
本專利技術要解決的問題是提供，尤其適合用于改善太陽能級硅單晶的光伏性能。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是::在區熔階段的等徑生長工藝中，在區熔硅單晶爐電氣控制系統的控制下，使下轉電機正向、反向交替轉 動，所述下轉電機帶動硅單晶按照設定的正向角度和反向角度轉動。進一步，所述正向角度和所述反向角度的比值為一預設值。進一步，所述正向角度和所述反向角度之比為380:620。進一步，所述正向角度為100° -800°，所述反向角度為50° -750°。本專利技術具有的優點和積極效果是:本專利技術在制備太陽能級硅單晶的等徑生長工藝中引入雙向旋轉工藝，使太陽能級硅單晶的徑向電阻率的均勻性有了很大改善，解決了太陽能級硅單晶的黑心問題，能夠提高由該太陽能級硅單晶制得的太陽能電池片的轉換效率。附圖說明圖1是利用現有技術制得的太陽能級硅單晶圖2是利用實施例所述的技術方案制得的太陽能級硅單晶具體實施例方式本專利技術提供:在區熔階段的等徑生長工藝中，在區熔硅單晶爐電氣控制系統的控制下，使下轉電機正向、反向交替轉動，下轉電機帶動硅單晶按照設定的正向角度和反向角度轉動，正向角度和反向角度的比值為一預設值。正向角度的優選范圍為100° -800°，反向角度優選為50° -750°。正向角度和反向角度的比值優選為380:620。在整個太陽能級硅單晶的制備過程中，正向角度和反向角度的數值一直不變。在不同的太陽能級硅單晶的制備工藝中，根據制備需求，可以預設不同的正向角度和反向角度的比值。具體實施例:在本實施例中，首先用直拉法拉制硅單晶，然后進行錠型加工，清洗腐蝕，然后在區熔階段的等徑生長工藝中，采用雙向旋轉工藝進行太陽能級硅單晶的拉制，具體步驟如下:1.將80公斤腐蝕清洗干凈的塊狀硅多晶料裝入直拉爐中的石英干鍋內，然后抽真空、充氬氣，經30-60分鐘抽真空到壓力< 100毫乇時充氬氣至真空壓力< 14乇；2.加熱前通冷卻水，啟動加熱按鈕，加熱至1500-1600°C，塊狀硅多晶全部熔化后，開動籽晶旋轉機構，下降籽晶熔接籽晶；3.液面穩定后拉細頸，通過籽晶從融熔狀多晶料中拉出一段直徑約8mm、長為20mm的細頸；4.下降籽晶升速，設定升速為0.5mm/min左右進行放肩，60分鐘左右將直徑從細頸的8_擴大至140mm-150_ ；5.調節直徑傳感器，控制 拉晶速度進行等徑拉晶，等徑生長時間為20小時；6.降低晶體拉速進行收尾，收尾時間為2小時；7.提高晶體使其離開液面，按下停爐按鈕進行停爐操作，待功率表回零后切斷電源，2小時后停止主真空泵抽空，將多晶棒料出爐；8.將出爐后的多晶棒進行錠型加工，清洗腐蝕后裝入區熔爐內晶體夾持器上，將<100>籽晶裝入籽晶固定夾頭上；9.將預熱片放在籽晶周圍，關閉爐門抽真空充氬氣后，對多晶棒進行加熱；同時設置摻雜氣體的摻雜值和電機旋轉的正向角度和反向角度比值，正向角度和反向角度的比值設定為380:620 ；10.預熱結束后進行化料，待多晶料熔化后，將籽晶與熔硅進行熔接，熔接后對熔區進行整形和引晶；11.引晶結束后,進行細頸生長,細頸直徑為3-6mm,長度為20_100mm ；12.降低下部晶體速度，控制擴肩角度在50-70° (開始擴肩時打開摻雜氣，摻雜氣通過流量計按照設定值進入爐室)，擴肩至要求直徑后，進行等徑生長，此時按下電機控制按鈕，使電機按設定程序進行正向和反向的交替旋轉，正向角度為380°，反向角度為620°，直至單晶等徑生長階段結束，關閉程序，使電機開始帶動單晶單向旋轉；13.上料不足時，開始進行收尾，收尾后停止摻雜氣體充入，當收尾至單晶直徑達到需要值時，將熔區拉開，下軸帶動單晶繼續向下，上軸帶動多晶料改向上運動，并關閉氬氣；14.10-60分鐘后，晶體尾部由紅色逐漸變成黑色后，進行拆爐清爐工作，將單晶取出。利用現有技術中的直拉區熔法制得的太陽能級硅單晶的徑向均勻性(RRV值)為30% -40%，如圖1所示，利用現有技術制得的硅單晶片存在黑心現象，后期制得的太陽能電池片的轉換效率為21 %，且存在一定的效率衰減效應。本實施例制得的太陽能級硅單晶的徑向均勻性(RRV值)為10%，如圖2所示，沒有黑心現象產生，后期制得的太陽能電池片的轉換效率達到24%，電池效率基本不衰減。以上對本專利技術的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本專利技術的較佳實施例，不能被認為用于限定本專利技術的實施范圍。凡依本專利技術申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發 明的專利涵蓋范圍之內。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用直拉區熔法制備太陽能級硅單晶的方法，其特征在于：在區熔階段的等徑生長工藝中，在區熔硅單晶爐電氣控制系統的控制下，使下轉電機正向、反向交替轉動，所述下轉電機帶動硅單晶按照設定的正向角度和反向角度轉動。
【技術特征摘要】
1.一種利用直拉區熔法制備太陽能級硅單晶的方法，其特征在于:在區熔階段的等徑生長工藝中，在區熔硅單晶爐電氣控制系統的控制下，使下轉電機正向、反向交替轉動，所述下轉電機帶動硅單晶按照設定的正向角度和反向角度轉動。2.根據權利要求1所述的利用直拉區熔法制備太陽能級硅單晶的方法，其特征在于:所述正向角度和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：喬柳，王彥君，張雪囡，劉嘉，孫健，王遵義，涂頌昊，劉錚，馮嘯桐，孫昊，
申請(專利權)人：天津市環歐半導體材料技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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