CN102031556A - 一种多晶铸锭晶体的生长工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池铸锭技术领域，尤其是一种多晶铸锭晶体的生长工艺，对晶体生长过程中的长晶时间、长晶温度和长晶初期隔热笼提升位置的调整带动功率的PID控制输出，形成避免熔硅组分过冷的可抑制微晶形成的渐增式功率变化趋势，有效地克服熔硅组分过冷，抑制晶锭中微晶的形成，大大提升产品的良率且可延长铸锭炉老热场的使用寿命，使产品的成本得到很好的控制，提高产品的市场竞争力。

Description

一种多晶铸锭晶体的生长工艺
技术领域
本发明涉及太阳能电池铸锭技术领域，尤其是一种多晶铸锭晶体的生长工艺。
背景技术
多晶铸锭是采用石英坩埚作为多晶硅铸锭的容器，通过双温区或三温区控制，利用锭上下的温度梯度实现定向凝固。GT DSS450的多晶铸锭炉在长期的使用过程中，热场长期被腐蚀老化而使得热场整体性能变差，易造成硅熔体组分过冷形成微晶，从而影响晶体的良率。目前抑制微晶形成的主要技术是热场改善，即加装顶加热器、在定向助凝块下外侧四周加装隔热条、隔热笼内下侧四周加一层或多层隔热条，改善热场优化长晶抑制微晶形成，提高产品良率，
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述存在的缺点与不足，提供一种多晶铸锭晶体的生长工艺，主要适用于老热场多晶锭炉，抑制微晶形成，提高产品良率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多晶铸锭晶体的生长工艺，适用于DSS450多晶铸锭炉，其特征是：对晶体生长过程中的长晶时间、长晶温度和长晶初期隔热笼提升位置的调整带动功率的PID控制输出，形成避免熔硅组分过冷的可抑制微晶形成的渐增式功率变化趋势，具体为G1长晶时间0.3h～1.3h、温度设定值1429℃～1435℃、隔热笼提升7cm～9cm，G2长晶时间2.0h～4.0h、温度设定值1429℃～1435℃、隔热笼提升9cm～11cm，G3长晶时间1.0h～3.0h、温度设定值1427℃～1433℃、隔热笼提升11cm～13cm，G4长晶时间4.0h～6.0h、温度设定值1427℃～1433℃、隔热笼提升13cm～15cm，G5长晶时间4.0h～6.0h、温度设定值1425℃～1431℃、隔热笼提升14cm～16cm，G6长晶时间7.0h～10.0h、温度设定值1423℃～1429℃、隔热笼提升14cm～16cm，G7长晶时间3.0h～5.0h、温度设定值1417℃～1423℃、隔热笼提升14cm～16cm。
使用本发明进行多晶铸锭，PID自动控制输出的功率曲线平滑，功率输出稳定，炉内长晶温度场平稳变化，熔硅组分不易过冷，抑制了晶锭中微晶的形成。
本发明的有益效果是，本发明的一种多晶铸锭晶体的生长工艺，有效地克服熔硅组分过冷，抑制晶锭中微晶的形成，大大提升产品的良率且可延长铸锭炉老热场的使用寿命，使产品的成本得到很好的控制，提高产品的市场竞争力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是原生产工艺对应的功率变化曲线A1；
图2是本发明对应的功率变化曲线A2；
图3是本发明与原工艺的功率变化趋势对比图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
图1是原生产工艺所对应的晶体生长期间功率输出曲线图，从图上可以看出原生长的G4阶段功率曲线A1波动较大，功率波动将导致G4、G5特别是G4阶段坩埚中熔硅组分过冷，组分长时间过冷则在条件适宜时熔硅中碳、氮杂质相互形核生长而形成微晶，且微晶多形成于晶块中部或下部。
如图2所示为长晶功率输出曲线A2。本发明综合炉体结构、热场位型、热温热电偶受扰状况及自动控制特性等因素设计工艺来影响功率的PID控制输出，从而获得所需的可避免组分过冷的适用于老热场的长晶功率输出曲线A2。具体为G1长晶时间0.3h～1.3h、温度设定值1429℃～1435℃、隔热笼提升7cm～9cm，G2长晶时间2.0h～4.0h、温度设定值1429℃～1435℃、隔热笼提升9cm～11cm，G3长晶时间1.0h～3.0h、温度设定值1427℃～1433℃、隔热笼提升11cm～13cm，G4长晶时间4.0h～6.0h、温度设定值1427℃～1433℃、隔热笼提升13cm～15cm，G5长晶时间4.0h～6.0h、温度设定值1425℃～1431℃、隔热笼提升14cm～16cm，G6长晶时间7.0h～10.0h、温度设定值1423℃～1429℃、隔热笼提升14cm～16cm，G7长晶时间3.0h～5.0h、温度设定值1417℃～1423℃、隔热笼提升14cm～16cm。
通过实验，和GT原厂家提供的晶体生长工艺相比，在晶体的生长过程中本发明可以有效地克服组分过冷，抑制晶锭中微晶的形成，提高产品良率。在某一次微晶连续(7炉次)发生的老热场(2.5年以上)机台上进行7炉次实验，除1炉次有极其轻微微晶外其余6炉次均无微晶；在另一微晶频发老热场机台上做5炉次验证性实验产出的5个晶锭均无微晶，本发明可以有效地抑制多晶锭中微晶的形成。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种多晶铸锭晶体的生长工艺，适用于DSS450多晶铸锭炉，其特征是：对晶体生长过程中的长晶时间、长晶温度和长晶初期隔热笼提升位置的调整带动功率的PID控制输出，形成避免熔硅组分过冷的可抑制微晶形成的渐增式功率变化趋势。
2.根据权利要求1所述的一种多晶铸锭晶体的生长工艺，其特征是：所述的晶体生长过程中的长晶时间、长晶温度和长晶初期隔热笼提升位置的调整具体为G1长晶时间0.3h～1.3h、温度设定值1429℃～1435℃、隔热笼提升7cm～9cm，G2长晶时间2.0h～4.0h、温度设定值1429℃～1435℃、隔热笼提升9cm～11cm，G3长晶时间1.0h～3.0h、温度设定值1427℃～1433℃、隔热笼提升11cm～13cm，G4长晶时间4.0h～6.0h、温度设定值1427℃～1433℃、隔热笼提升13cm～15cm，G5长晶时间4.0h～6.0h、温度设定值1425℃～1431℃、隔热笼提升14cm～16cm，G6长晶时间7.0h～10.0h、温度设定值1423℃～1429℃、隔热笼提升14cm～16cm，G7长晶时间3.0h～5.0h、温度设定值1417℃～1423℃、隔热笼提升14cm～16cm。
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