CN103818908A - 一种用于太阳能电池的多晶硅的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池用的多晶硅真空除磷工艺，对除磷设备中的坩埚的形状进行了设计，使水冷铜坩埚的侧壁倾斜角为30-35°，并且为了电子枪均匀轰击多晶硅料，设计了将水冷铜坩埚依次分别平移到左、右电子枪正下方轰击工序。水冷铜坩埚的侧壁倾斜角为30-35°，增大了多晶硅料受轰击的面积，并且在倾倒熔化多晶硅料时，只需将水冷铜坩埚倾斜30-35°便可以将熔化多晶硅料全部倒出，减小了水冷铜坩埚的旋转的角度，节省了设备的空间，而且容易倾倒干净。由于增大了受轰击的面积，因此，轰击的束流、轰击功率和轰击时间也小(少)于现有技术，节约了设备的耗能。

Description

一种用于太阳能电池的多晶硅的制造方法
背景技术
工业硅中，磷含量(质量分数)一般为(2～4)×10-3％，然而，根据半导体理论，太阳能电池是少子器件，太阳能多晶硅中的磷含量不能超过0.1×10-4％。太阳能电池的工作效率主要由少数载流子的性子决定，如果太阳能电池的基体材料中磷没有被很好去除，磷就会产生补偿效应，会影响太阳能电池的效率，因此在制备太阳能电池之前必须将基体硅中的磷杂质去除。
太阳能电池的工作效率主要由少数载流子的性子决定，如果太阳能电池的基体材料中磷没有被很好去除，磷就会产生补偿效应，会影响太阳能电池的效率，因此在制备太阳能电池之前必须将基体硅中的磷杂质去除。
目前除磷工艺有酸洗除磷，合金定向凝固除磷，真空电子束法除磷，造渣法除磷工艺。
真空电子束除磷工艺目前是多晶硅业界十分看好的可以大大降低工业硅提纯成本的一项技术。
发明内容
本发明设计的真空电子束除磷工艺中，对坩埚的形状进行了调整使水冷铜坩埚的侧壁倾斜角为30-35°，并且为了电子枪均匀轰击多晶硅料，使水冷铜坩埚依次分别平移到左、右电子枪正下方轰击。
水冷铜坩埚的侧壁倾斜角为30-35°，增大了多晶硅料受轰击的面积，并且在倾倒熔化多晶硅料时，只需将水冷铜坩埚倾斜30-35°便可以将熔化多晶硅料全部倒出，减小了水冷铜坩埚的旋转的角度，节省了设备的空间，而且容易倾倒干净。由于增大了受轰击的面积，轰击的束流、轰击功率和轰击时间也小(少)于现有技术，节约的设备的耗能。
为了电子枪均匀轰击多晶硅料，传统的做法是水冷铜坩埚的侧壁与水平线呈直角，将水冷铜坩埚倾斜45°面向左电子枪受轰击，后又倾斜45°面向右电子枪受轰击。这样的做法不但使得熔化多晶硅料容易流泄，而且使得多晶硅的装料高度只能到水冷铜坩埚的侧壁高度的三分之一，否则熔化多晶硅料便会流泻出去。本发明的工艺改进之二便是水冷铜坩埚中心位于右电子枪正下方和左电子枪正下方分别短时间受轰击。本发明的多晶硅除磷工艺，对多晶硅的填料高度可以到水冷铜坩埚得侧壁高度，大大提高了效率；只需将水冷铜坩埚倾斜30-35°，便可以将熔化多晶硅料全部倒出，减小了水冷铜坩埚的旋转角度，节省了设备的空间，而且容易倾倒干净，除此以外，本发明的除磷效果达到太阳能电池对多晶硅少子含量的需求。
多晶硅除磷工艺步骤如下：
步骤1、将多晶硅料(10)装入侧壁水平倾斜角为30-35度的水冷铜坩埚(3)中；
步骤2、先用机械泵(5)和罗茨泵(6)将真空室抽真空至气压为0.5Pa，再用扩散泵(7)抽到高真空10-2Pa以下；
步骤3、给左电子枪(1)、右电子枪(2)高压功率预热6-8分钟，预热高功率为28-30KW，关闭高功率；设置左电子枪(1)、右电子枪(2)束流为100-120m A，束流预热6-8分钟，关闭左、右电子枪束流；
步骤4、同时打开左、右电子枪的上述高功率和束流，稳定后用左、右电子枪轰击多晶硅料，增大左、右电子枪束流到600-650mA，持续轰击直至多晶硅料全部熔化；
步骤5、调节右电子枪(2)的束流到零，机械转轴带动水冷铜坩埚向左平移，使水冷铜坩埚中心位于左电子枪正下方，由左电子枪轰击9分钟；
步骤6、增大右电子枪(2)的束流到600-650mA，调整左电子枪的束流到零，机械转轴带动水冷铜坩埚向右平移，使水冷铜坩埚中心位于右电子枪正下方，由右电子枪轰击9分钟；
步骤7、旋转机械转轴，机械转轴带动水冷铜坩埚(3)旋转30-35°，将液态硅倒入水冷铜容器(4)中后，反向旋转机械转轴(17)，将水冷铜坩埚(5)归位；
步骤8、再由进料口(9)投入多晶硅至水冷铜坩埚(3)中，连续作业，重复4-6步骤；
步骤9、关闭左、右电子枪；
步骤10、依次关闭扩散泵(7)、罗茨泵(6)、机械泵(5)待温度降到180℃左右时，打开放气阀，打开真空装置盖(12)从水冷铜容器(4)中取出硅锭。
具体实施方式
步骤1、将多晶硅料(10)装入侧壁水平倾斜角为35度的水冷铜坩埚(3)中；
步骤2、先用机械泵(5)和罗茨泵(6)将真空室(14)抽真空至气压为0.5Pa，再用扩散泵(7)抽到高真空10-2Pa以下；
步骤3、给左电子枪(1)、右电子枪(2)高压功率预热6-8分钟，预热高压功率为30KW，关闭高压功率；设置左电子枪(1)、右电子枪(2)束流为120m A，束流预热8分钟，关闭左、右电子枪束流；
步骤4、同时打开左、右电子枪的高压和束流，稳定后用左、右电子枪轰击多晶硅料，增大左、右电子枪束流到650mA，持续轰击使多晶硅料全部熔化；
步骤5、调节右电子枪(2)的束流到零，机械转轴(13)带动水冷铜坩埚(3)向左平移，使水冷铜坩埚(3)中心位于左电子枪正下方，由左电子枪轰击9分钟；
步骤6、增大右电子枪(2)的束流到650mA，调整左电子枪的束流到零，机械转轴带动水冷铜坩埚向右平移，使水冷铜坩埚(3)中心位于右电子枪正下方，由右电子枪轰击9分钟；
步骤7、旋转机械转轴，机械转轴带动水冷铜坩埚(3)旋转35°，将液态硅倒入水冷铜容器(4)中后，反向旋转机械转轴(13)，将水冷铜坩埚(3)归水平位；
步骤8、再由进料口(9)投入多晶硅至水冷铜坩埚(3)中，连续作业，重复4-7步骤；
步骤9、关闭左、右电子枪；
步骤10、依次关闭扩散泵(7)、罗茨泵(6)、机械泵(5)待温度降到250℃时，打开放气阀，打开真空装置盖(12)从水冷铜容器(4)中取出硅锭。
在打开放气阀后，磷原子挥发，得到符合制造太阳能电池的少数载流子浓度的多晶硅。
上述除磷所用的装置是由真空装置盖(12)与真空圆桶构成装置外壳组成，真空圆桶内腔即为真空室(14)，真空室(14)内左面的水冷铜坩埚(3)固定在铜支架上，机械转轴(13)穿过铜支架和铜托盘，铜托盘固定在设备壳上，水冷铜坩埚的旋转范围是面向水冷铜容器0-35°。
左电子枪(1)、右电子枪(2)分别固定在水冷铜坩埚(3)两端上方，真空室的右下方安有水冷铜容器(4)，铜支撑杆(11)与水冷铜容器(4)相连、焊牢，机械泵(5)、罗茨泵(6)、扩散泵(7)固定在真空壳外部，放气阀(8)安装在真空室(14)的右上部。
附图说明
如图1中所示，1.左电子枪，2.右电子枪，3.水冷铜坩埚，4.水冷铜容器，5.机械泵、6.罗茨泵，7.扩散泵铜支撑杆，8.放气阀，9.进料口，10.多晶硅料，11.铜支撑杆，12真空装置盖，13.机械转轴，14.真空室。
如图2为水冷铜坩埚(3)旋转倾倒熔化液体硅示意图。

Claims (1)

1.一种太阳能电池用的多晶硅除磷工艺，步骤依序如下：
步骤1、将多晶硅料(10)装入侧壁水平倾斜角为35度的水冷铜坩埚(3)中；
步骤2、先用机械泵(5)和罗茨泵(6)将真空室(14)抽真空至气压为0.5Pa，再用扩散泵(7)抽到高真空10-2Pa以下；
步骤3、给左电子枪(1)、右电子枪(2)高压功率预热6-8分钟，预热高压功率为30KW，关闭高压功率；设置左电子枪(1)、右电子枪(2)束流为120mA，束流预热8分钟，关闭左、右电子枪束流；
步骤4、同时打开左、右电子枪的高压和束流，稳定后用左、右电子枪轰击多晶硅料，增大左、右电子枪束流到650mA，持续轰击使多晶硅料全部熔化；
步骤5、调节右电子枪(2)的束流到零，机械转轴(13)带动水冷铜坩埚(3)向左平移，使水冷铜坩埚(3)中心位于左电子枪正下方，由左电子枪轰击9分钟；
步骤6、增大右电子枪(2)的束流到650mA，调整左电子枪的束流到零，机械转轴带动水冷铜坩埚向右平移，使水冷铜坩埚(3)中心位于右电子枪正下方，由右电子枪轰击9分钟；
步骤7、旋转机械转轴，机械转轴带动水冷铜坩埚(3)旋转35°，将液态硅倒入水冷铜容器(4)中后，反向旋转机械转轴(13)，将水冷铜坩埚(3)归水平位；
步骤8、再由进料口(9)投入多晶硅至水冷铜坩埚(3)中，连续作业，重复4-7步骤；
步骤9、关闭左、右电子枪；
步骤10、依次关闭扩散泵(7)、罗茨泵(6)、机械泵(5)待温度降到250℃时，打开放气阀，打开真空装置盖(12)从水冷铜容器(4)中取出硅锭。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2814290Y (zh) * 2005-06-09 2006-09-06 王治国 熔炼稀土金属用的坩埚
WO2007007487A1 (ja) * 2005-07-07 2007-01-18 Amano Enzyme Inc. ビール又はビール様飲料の製造方法
CN101289188A (zh) * 2008-05-30 2008-10-22 大连理工大学 去除多晶硅中杂质磷和金属杂质的方法及装置
CN101318655A (zh) * 2008-06-19 2008-12-10 大连理工大学 一种去除多晶硅中杂质磷的方法及装置
CN101343063A (zh) * 2008-08-13 2009-01-14 厦门大学 太阳能级多晶硅的提纯装置及提纯方法
CN201724548U (zh) * 2010-05-28 2011-01-26 株洲市立杰电热技术有限责任公司 一种熔炼炉
CN102120579A (zh) * 2011-01-29 2011-07-13 大连隆田科技有限公司 一种电子束高效、连续熔炼提纯多晶硅的方法及设备
CN102126725A (zh) * 2011-01-29 2011-07-20 大连隆田科技有限公司 一种电子束浅熔池熔炼提纯多晶硅的方法及设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2814290Y (zh) * 2005-06-09 2006-09-06 王治国 熔炼稀土金属用的坩埚
WO2007007487A1 (ja) * 2005-07-07 2007-01-18 Amano Enzyme Inc. ビール又はビール様飲料の製造方法
CN101289188A (zh) * 2008-05-30 2008-10-22 大连理工大学 去除多晶硅中杂质磷和金属杂质的方法及装置
CN101318655A (zh) * 2008-06-19 2008-12-10 大连理工大学 一种去除多晶硅中杂质磷的方法及装置
CN101343063A (zh) * 2008-08-13 2009-01-14 厦门大学 太阳能级多晶硅的提纯装置及提纯方法
CN201724548U (zh) * 2010-05-28 2011-01-26 株洲市立杰电热技术有限责任公司 一种熔炼炉
CN102120579A (zh) * 2011-01-29 2011-07-13 大连隆田科技有限公司 一种电子束高效、连续熔炼提纯多晶硅的方法及设备
CN102126725A (zh) * 2011-01-29 2011-07-20 大连隆田科技有限公司 一种电子束浅熔池熔炼提纯多晶硅的方法及设备

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