CN102241077B - 铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法 - Google Patents

铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法，涉及晶种制作方法，采用的单晶硅晶向为<100>，电阻率≥0.1Ω?cm，极性不限；依次进行以下工序：a该圆柱状单晶硅的直径选择在130～250mm之间；b断棱处反切50～350mm；c采用开方机将单晶硅加工成方棒；d采用平磨机对方棒四边进行抛光；e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在5～50mm的晶块；f采用化学抛光或机械抛光，对晶块进行抛光，去除表面损伤层；清洗干净，烘干包装，待用。本发明的有益效果在于：通过本方法的控制，可有效地减少晶种引起的缺陷，使得铸锭炉生长类似单晶的质量提高。经试验表明，电池片转换效率可上升0.1%左右。

Description

铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法
技术领域
本发明涉及晶体生长领域，进一步涉及晶种制作方法，具体是铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法。
背景技术
生产硅锭的方法有：CZ法生产单晶硅锭，铸锭法生产多晶硅锭，FZ法生产单晶硅锭、EFG生产硅带等方法。由于成本问题，目前太阳能电池片主要使用CZ法单晶硅片和铸造法多晶硅片。CZ法单晶硅由于制造成本是铸锭多晶硅的4～5倍，能耗上高出5～7倍，导致CZ单晶硅的市场份额越来越少。但由于铸锭法生产多晶硅锭，存在大量的位错、晶界，使得铸锭法多晶硅片制成的电池片，存在效率偏低的情况，一直使铸锭法多晶硅锭无法完全取代CZ单晶硅锭。
在国际上，跨国巨头BP公司的对用铸锭炉生产类似单晶（准单晶）硅锭的工艺已开发多年，2010年被ALD收购，使得ALD多晶铸锭炉已经小规模开发出铸锭法生产类似单晶硅锭的设备和工艺。
目前，尚未见到针对在GT或四面及顶面加热器的铸锭炉生长类似单晶（准单晶）过程中，铸造法生产类似单晶（准单晶）硅锭晶种制作方法的内容的公开报道或专利申请。如果晶种制备工艺不过关，会导致出现大量晶体缺陷，类似单晶的质量也会受到影响。
发明内容
本发明的目的就是提供一种铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法，在GT或四面及顶面加热器的铸锭炉生长类似单晶（准单晶）过程中，采用该方法，可有效减少晶种引起的缺陷，使得铸锭炉生长类似单晶的质量提高。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法，采用的单晶硅晶向为<100>，电阻率≥0.1Ω•cm，极性不限；其特征在于：依次进行以下工序：
a该圆柱状单晶硅的直径选择在130～250mm之间；
b断棱处反切50～350mm；
c采用开方机将单晶硅加工成方棒；
d采用平磨机对方棒四边进行抛光；
e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在5～50mm的晶块；
f采用化学抛光或机械抛光，对晶块进行抛光，去除表面损伤层；清洗干净，烘干包装，待用。
进一步：
对a工序：a该单晶硅的直径选择在140～240mm之间；
对b工序：b断棱处反切100～320mm；
对e工序：采用截断机将硅单晶切割成每块高度在10～45mm的晶块。
更进一步：
对a工序：该单晶硅的直径选择在150～230mm之间；
对b工序：b断棱处反切200～300mm；
对e工序：采用截断机将硅单晶切割成每块高度在15～40mm的晶块。
具体：
对a工序：单晶硅的直径还可选择：130～150mm，或150～170mm，或170～190mm，或190～210mm，或210～230mm，或230～250mm，或150～230mm。
对b工序：断棱处可反切还可选择：50～80mm，或80～120mm，或120～160mm，或160～200mm，或200～240mm，或240～260mm，或260～300mm，或300～350mm。
对e工序：采用截断机将硅单晶切割成每块高度在5～10mm，10～15mm，15～20mm，20～25mm，25～30mm，30～35mm，35～40mm，40～45mm，45～50mm的晶块。
本发明的有益效果在于：通过本方法的控制，可有效地减少晶种引起的缺陷，如可避免在通常情况下边上、顶部长出多晶晶粒，使得铸锭炉生长类似单晶的质量提高。经相关试验表明，采用本发明提供的方法生产的类似单晶，制造的电池片转换效率可上升0.1%左右。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
铸造法生产类似单晶（或称准单晶）硅锭晶种制作方法，在铸造多晶炉（GT炉，及采用四面加热器及顶部加热器的结构多晶铸造炉）内生产类似单晶（准单晶），采用的单晶硅晶向为<100>，电阻率大于或等于0.1Ω•cm（欧姆•厘米），极性不限；依次进行以下工序：
a该圆柱状单晶硅的直径选择在130～150mm（如130mm）之间；
b断棱处反切50～80mm（如50mm）；
c采用开方机将单晶硅加工成方棒；
d采用平磨机对方棒四边进行抛光；
e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在5～10mm（如5mm）的晶块；也可以根据需要切割成其它高度的晶块；
f采用化学抛光或机械抛光，对晶块进行抛光，去除表面损伤层。清洗干净，烘干包装，待用。
实施例2：
铸造法生产类似单晶（或称准单晶）硅锭晶种制作方法，在铸造多晶炉（GT炉，及采用四面加热器及顶部加热器的结构多晶铸造炉）内生产类似单晶（准单晶），采用的单晶硅晶向为<100>，电阻率大于或等于0.1Ω•cm（欧姆•厘米），极性不限；依次进行以下工序：
a该圆柱状单晶硅的直径选择在230～250mm（如250mm）之间；
b断棱处反切300～350mm（如350mm）；
c采用开方机将单晶硅加工成方棒；
d采用平磨机对方棒四边进行抛光；
e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在45～50mm（如50mm）的晶块；也可以根据需要切割成其它高度的晶块；
f采用化学抛光或机械抛光，对晶块进行抛光，去除表面损伤层。清洗干净，烘干包装，待用。
实施例3：
铸造法生产类似单晶（或称准单晶）硅锭晶种制作方法，在铸造多晶炉（GT炉，及采用四面加热器及顶部加热器的结构多晶铸造炉）内生产类似单晶（准单晶），采用的单晶硅晶向为<100>，电阻率大于或等于0.1Ω•cm（欧姆•厘米），极性不限；依次进行以下工序：
a该圆柱状单晶硅的直径选择在200mm（毫米）之间；
b断棱处反切200mm；
c采用开方机将单晶硅加工成方棒；
d采用平磨机对方棒四边进行抛光；
e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在30mm的晶块；也可以根据需要切割成其它高度的晶块；
f采用化学抛光或机械抛光，对晶块进行抛光，去除表面损伤层。清洗干净，烘干包装，待用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.铸造法生产类似单晶硅锭用的晶种的制作方法，采用的单晶硅晶向为<100>，电阻率≥0.1Ω•cm，极性不限；其特征在于依次进行以下工序：
a该圆柱状单晶硅的直径选择在130～250mm之间；
b断棱处反切50～350mm；
c采用开方机将单晶硅加工成方棒；
d采用平磨机对方棒四边进行抛光；
e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在5～50mm的晶块；
f采用化学抛光或机械抛光，对晶块进行抛光，去除表面损伤层；清洗干净，烘干包装，待用。
2.根据权利要求1所述的铸造法生产类似单晶硅锭用的晶种的制作方法，其特征在于：其中，a该单晶硅的直径选择在140～240mm之间。
3.根据权利要求1所述的铸造法生产类似单晶硅锭用的晶种的制作方法，其特征在于：其中，b断棱处反切100～320mm。
4.根据权利要求1所述的铸造法生产类似单晶硅锭用的晶种的制作方法，其特征在于：其中，e将硅单晶切割成每块高度在10～45mm的晶块。
5.根据权利要求1所述的铸造法生产类似单晶硅锭用的晶种的制作方法，其特征在于：其中，a该单晶硅的直径选择在150～230mm之间。
6.根据权利要求1所述的铸造法生产类似单晶硅锭用的晶种的制作方法，其特征在于：其中，b断棱处反切200～300mm。
7.根据权利要求1所述的铸造法生产类似单晶硅锭用的晶种的制作方法，其特征在于：其中，e将硅单晶切割成每块高度在15～40mm的晶块。
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