CN104018218A - 一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法 - Google Patents

一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104018218A
CN104018218A CN201410221866.5A CN201410221866A CN104018218A CN 104018218 A CN104018218 A CN 104018218A CN 201410221866 A CN201410221866 A CN 201410221866A CN 104018218 A CN104018218 A CN 104018218A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon
silicon material
ingot
crucible
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410221866.5A
Other languages
English (en)
Inventor
孙海知
宋江
魏俊
郭宽新
邢国强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Altusvia Energy Taicang Co Ltd
Original Assignee
Altusvia Energy Taicang Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Altusvia Energy Taicang Co Ltd filed Critical Altusvia Energy Taicang Co Ltd
Priority to CN201410221866.5A priority Critical patent/CN104018218A/zh
Publication of CN104018218A publication Critical patent/CN104018218A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种测试金属电极与硅基底之间接触电阻的方法,根据本发明能够精确反推出金属栅线与硅基底之间的接触电阻，且能够合理有效消除栅线之间的差异，使得所得接触电阻阻值更加准确、稳定，且能够更加精准的表征扩散工艺、银浆性能或者烧结任一参数变化，本发明方法步骤简单，操作方便，应用范围广，具有良好的经济效益。

Description

一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，具体是一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法。 
背景技术
在快速发展的光伏行业，晶体硅电池凭借其高效率和稳定性占据了绝大部分的份额，其中多晶硅电池以其低成本、低光衰等优势，具有较高的性价比和竞争优势，因而成为当前市场上占据份额最大的光伏电池。 
多晶硅主要采用定向凝固的方式制造，即将硅料装在石英坩埚内，在真空炉内用电阻加热的方式将硅料融化，然后从底部冷却，硅液从坩埚底部开始向上逐渐凝固，最后得到多晶硅锭。由于多晶硅锭铸造过程比较粗犷，晶体内部含有大量的缺陷，制约了多晶硅电池转换效率的提高。因而减少多晶硅内部缺陷成为提高电池转换效率的途径之一。 
目前已有厂家通过细化多晶硅晶粒的方法降低晶体缺陷密度，如专利申请号为201210291256.3 的中国公开专利文献，公布了一种用碎硅片作为籽晶来铸造多晶硅锭的方法，该方法采用在已喷涂好氮化硅涂层的石英坩埚底部预先铺设一定厚度的碎硅片，然后正常装料。化料时通过调整工艺参数，控制化料结束时固液界面在碎硅片处，并使碎硅片融化掉一部分，剩余未融化的碎硅片作为籽晶，从籽晶处开始形核长晶，最后得到高质量硅锭。如专利申请号为201310008662.9的中国公开专利文献，公布了一种在坩埚底部形成龟裂的硅粉涂层与不龟裂的硅粉涂层，作为形核点进行铸锭生长，获得高质量多晶硅锭。 
以上技术的共同特点是在长晶初期形成大量的形核中心，促进形核，细化晶粒，减少晶体缺陷。但是，由于金属杂质扩散的原因，导致采用该技术铸出来的硅锭中，底部红区偏长，成品率偏低。 
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供在不影响铸锭成品率的条件下，提供一种硅锭缺陷少、位错密度低，提高多晶硅电池转换效率的铸锭方法。 
技术方案：本发明所述的一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法，包括步骤混合材料、装料、热熔、长晶、冷却。 
具体包括以下步骤 
（1）混合材料：使用硅粉50-400g，与10-100Kg碎硅料均匀混合；
（2）装料：将步骤1中混合后的硅料均匀平铺在喷涂有氮化硅涂层的坩埚底部，料层厚度为10-30mm，然后再将常规硅料装入坩埚内；
（3）热熔：将装满硅料的坩埚放进铸锭炉加热融化，热熔温度为1200-1550℃，在硅料融化剩余厚度为5-10cm时打开隔铸锭炉热笼1-8cm；
（4）长晶：待硅料融化剩余厚度为0.5-2cm时，逐渐降低化料温度至1400-1480℃，进一步打开隔热笼，进入长晶步骤，按照常规长晶和冷却工艺至铸锭完成；
（5）冷却。
步骤（1）中的硅粉，其纯度大于99.9%，粒径为0.01μm - 100μm纯度是为了保证硅料不被污染，粒径是为了保证形核效果。 
步骤（1）中的碎硅料为粒径为2-5mm颗粒料、碎硅料或碎片料中的任一种或多种这样粒径的硅料保证与硅粉更均匀地混合，使硅粉更均匀地分散在坩埚底部，便于形核。 
有益效果：与现有技术相比，本发明所述的一种高效P型晶体硅刻槽埋栅电池的制备方法具有以下优点： 
1.简化传统制备工艺，制程简单，与传统产线工艺兼容性高；
2.通过在坩埚底层铺设粒径小的硅料，使硅锭长晶的晶粒更细小均匀，缺陷密度更低，电池转换效率提高0.2%左右；
3. 通过在坩埚底层铺设粒径小的混合硅料，使硅料在热熔过程中能够完全融化，硅锭底部底少子寿命区域与常规铸锭无差异，良品率不受影响；
4. 工艺简单，通过简化制程，实现硅料刚熔完即转长晶，利用部分未熔硅粉颗粒为形核中心，促进晶体形核，细化晶粒，减少晶体缺陷，提高成品率。
具体实施方式
本发明提出的一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法，包括步骤：混合材料、装料、热熔、长晶、冷却。 
实施例1
（1）混合材料：使用硅粉80g，与80Kg碎硅料均匀混合，其中硅粉的纯度为99.95%，硅粉粒径为0.2um,所述的碎硅料为粒径为2mm的颗粒料；
（2）装料：将步骤1中混合后的硅料均匀平铺在喷涂有氮化硅涂层的坩埚底部，料层厚度为10m，然后再将常规硅料装入坩埚内；
（3）热熔：将装满硅料的坩埚放进铸锭炉加热融化，热熔温度为1250℃，在硅料融化剩余厚度为5cm时打开隔铸锭炉热笼2cm；
（4）长晶：待硅料融化剩余厚度为0.6cm时，逐渐降低化料温度至1400℃，进一步打开隔热笼，进入长晶步骤，按照常规长晶和冷却工艺至铸锭完成；
（5）冷却。
实施例2
（1）混合材料：使用硅粉120g，与20Kg碎硅料均匀混合，其中硅粉的纯度为99.91%，硅粉粒径为0.01um,所述的碎硅料为粒径为2.8mm的碎硅料；
（2）装料：将步骤1中混合后的硅料均匀平铺在喷涂有氮化硅涂层的坩埚底部，料层厚度为20mm，然后再将常规硅料装入坩埚内；
（3）热熔：将装满硅料的坩埚放进铸锭炉加热融化，热熔温度为1320℃，在硅料融化剩余厚度为5.5cm时打开隔铸锭炉热笼1cm；
（4）长晶：待硅料融化剩余厚度为1.2cm时，逐渐降低化料温度至1430℃，进一步打开隔热笼，进入长晶步骤，按照常规长晶和冷却工艺至铸锭完成；
（5）冷却。
实施例3
（1）混合材料：使用硅粉230g，与60Kg碎硅料均匀混合，其中硅粉的纯度为99.98%，硅粉粒径为32um,所述的碎硅料为粒径为3.5mm的碎片料；
（2）装料：将步骤1中混合后的硅料均匀平铺在喷涂有氮化硅涂层的坩埚底部，料层厚度为16mm，然后再将常规硅料装入坩埚内；
（3）热熔：将装满硅料的坩埚放进铸锭炉加热融化，热熔温度为1400℃，在硅料融化剩余厚度为8cm时打开隔铸锭炉热笼5cm；
（4）长晶：待硅料融化剩余厚度为1.8cm时，逐渐降低化料温度至1450℃，进一步打开隔热笼，进入长晶步骤，按照常规长晶和冷却工艺至铸锭完成；
（5）冷却。
实施例4
（1）混合材料：使用硅粉310g，与70Kg碎硅料均匀混合，其中硅粉的纯度为99.93%，硅粉粒径为5um,所述的碎硅料为粒径为4mm的碎硅料及硅料片；
（2）装料：将步骤1中混合后的硅料均匀平铺在喷涂有氮化硅涂层的坩埚底部，料层厚度为28mm，然后再将常规硅料装入坩埚内；
（3）热熔：将装满硅料的坩埚放进铸锭炉加热融化，热熔温度为1480℃，在硅料融化剩余厚度为6cm时打开隔铸锭炉热笼7cm；
（4）长晶：待硅料融化剩余厚度为0.9cm时，逐渐降低化料温度至1460℃，进一步打开隔热笼，进入长晶步骤，按照常规长晶和冷却工艺至铸锭完成；
（5）冷却。
实施例5
（1）混合材料：使用硅粉330g，与10Kg碎硅料均匀混合，其中硅粉的纯度为99.95%，硅粉粒径为9um,所述的碎硅料为粒径为4mm的颗粒料及硅料片；
（2）装料：将步骤1中混合后的硅料均匀平铺在喷涂有氮化硅涂层的坩埚底部，料层厚度为28mm，然后再将常规硅料装入坩埚内；
（3）热熔：将装满硅料的坩埚放进铸锭炉加热融化，热熔温度为1500℃，在硅料融化剩余厚度为5cm时打开隔铸锭炉热笼1cm；
（4）长晶：待硅料融化剩余厚度为0.5cm时，逐渐降低化料温度至1400℃，进一步打开隔热笼，进入长晶步骤，按照常规长晶和冷却工艺至铸锭完成；
（5）冷却。
实施例6
（1）混合材料：使用硅粉380g，与90Kg碎硅料均匀混合，其中硅粉的纯度为99.97%，硅粉粒径为10um,所述的碎硅料为粒径为5mm的颗粒料及碎硅料；
（2）装料：将步骤1中混合后的硅料均匀平铺在喷涂有氮化硅涂层的坩埚底部，料层厚度为28mm，然后再将常规硅料装入坩埚内；
（3）热熔：将装满硅料的坩埚放进铸锭炉加热融化，热熔温度为1510℃，在硅料融化剩余厚度为8cm时打开隔铸锭炉热笼6.8cm；
（4）长晶：待硅料融化剩余厚度为1.5cm时，逐渐降低化料温度至1440℃，进一步打开隔热笼，进入长晶步骤，按照常规长晶和冷却工艺至铸锭完成；
（5）冷却。
实施例7
（1）混合材料：使用硅粉400g，与100Kg碎硅料均匀混合，其中硅粉的纯度为99.99%，硅粉粒径为100um,所述的碎硅料为粒径为2mm的颗粒料、碎硅料及硅料片的混合料；
（2）装料：将步骤1中混合后的硅料均匀平铺在喷涂有氮化硅涂层的坩埚底部，料层厚度为10mm，然后再将常规硅料装入坩埚内；
（3）热熔：将装满硅料的坩埚放进铸锭炉加热融化，热熔温度为1550℃，在硅料融化剩余厚度为10cm时打开隔铸锭炉热笼8cm；
（4）长晶：待硅料融化剩余厚度为0.5时，逐渐降低化料温度至1480℃，进一步打开隔热笼，进入长晶步骤，按照常规长晶和冷却工艺至铸锭完成；
（5）冷却。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。  

Claims (4)

1.一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法，其特征在于：包括步骤混合材料、装料、热熔、长晶、冷却。
2.根据权利要求1所述的一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法，其特征在于：具体包括以下步骤
（1）混合材料：使用硅粉50-400g，与10-100Kg碎硅料均匀混合；
（2）装料：将步骤1中混合后的硅料均匀平铺在喷涂有氮化硅涂层的坩埚底部，料层厚度为10-30mm，然后再将常规硅料装入坩埚内；
（3）热熔：将装满硅料的坩埚放进铸锭炉加热融化，热熔温度为1200-1550℃，在硅料融化剩余厚度为5-10cm时打开隔铸锭炉热笼1-8cm；
（4）长晶：待硅料融化剩余厚度为0.5-2cm时，逐渐降低化料温度至1400-1480℃，进一步打开隔热笼，进入长晶步骤，按照常规长晶和冷却工艺至铸锭完成；
（5）冷却。
3.根据权利要求2所述的一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法，其特征在于：步骤（1）中的硅粉，其纯度大于99.9%，粒径为0.01μm - 100μm。
4.根据权利要求2所述的一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法，其特征在于：步骤（1）中的碎硅料为粒径为2-5mm颗粒料、碎硅料或碎片料中的任一种或多种。
CN201410221866.5A 2014-05-23 2014-05-23 一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法 Pending CN104018218A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410221866.5A CN104018218A (zh) 2014-05-23 2014-05-23 一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410221866.5A CN104018218A (zh) 2014-05-23 2014-05-23 一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104018218A true CN104018218A (zh) 2014-09-03

Family

ID=51435202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410221866.5A Pending CN104018218A (zh) 2014-05-23 2014-05-23 一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104018218A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106757329A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 宁夏银和新能源科技有限公司 提升多晶硅锭转换效率的方法
CN110359090A (zh) * 2019-08-20 2019-10-22 浙江晶科能源有限公司 一种铸锭用籽晶、晶体硅的铸锭方法和晶体硅

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002535223A (ja) * 1999-01-13 2002-10-22 エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド 高品質単結晶製造のために多結晶シリコンを積み重ね、溶融させる方法
JP2009173518A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Tohoku Univ Ｓｉ結晶インゴットの製造方法
US20100202955A1 (en) * 2007-08-02 2010-08-12 National Univeristy Corporation Tohoku Univeristy Method for Producing Si Bulk Polycrystal Ingot
CN102040220A (zh) * 2009-10-13 2011-05-04 上海太阳能科技有限公司 一种太阳能级多晶硅的制造方法
CN102776557A (zh) * 2012-08-16 2012-11-14 江西旭阳雷迪高科技股份有限公司 一种用碎硅片作为籽晶来铸造多晶硅锭的方法
CN102953117A (zh) * 2011-08-31 2013-03-06 上海普罗新能源有限公司 硅锭的铸造方法
CN103014852A (zh) * 2013-01-10 2013-04-03 韩华新能源科技有限公司 一种用于铸造高效多晶硅锭的方法
CN103074669A (zh) * 2013-01-29 2013-05-01 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 多晶硅锭及其制备方法和多晶硅片
CN103343388A (zh) * 2013-07-18 2013-10-09 阿特斯(中国)投资有限公司 多晶硅铸锭的制备方法
CN103388176A (zh) * 2013-08-16 2013-11-13 英利集团有限公司 铸锭炉及制备硅锭的方法
CN103469293A (zh) * 2013-09-02 2013-12-25 湖南红太阳光电科技有限公司 一种多晶硅的制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002535223A (ja) * 1999-01-13 2002-10-22 エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド 高品質単結晶製造のために多結晶シリコンを積み重ね、溶融させる方法
US20100202955A1 (en) * 2007-08-02 2010-08-12 National Univeristy Corporation Tohoku Univeristy Method for Producing Si Bulk Polycrystal Ingot
JP2009173518A (ja) * 2007-12-27 2009-08-06 Tohoku Univ Ｓｉ結晶インゴットの製造方法
CN102040220A (zh) * 2009-10-13 2011-05-04 上海太阳能科技有限公司 一种太阳能级多晶硅的制造方法
CN102953117A (zh) * 2011-08-31 2013-03-06 上海普罗新能源有限公司 硅锭的铸造方法
CN102776557A (zh) * 2012-08-16 2012-11-14 江西旭阳雷迪高科技股份有限公司 一种用碎硅片作为籽晶来铸造多晶硅锭的方法
CN103014852A (zh) * 2013-01-10 2013-04-03 韩华新能源科技有限公司 一种用于铸造高效多晶硅锭的方法
CN103074669A (zh) * 2013-01-29 2013-05-01 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 多晶硅锭及其制备方法和多晶硅片
CN103343388A (zh) * 2013-07-18 2013-10-09 阿特斯(中国)投资有限公司 多晶硅铸锭的制备方法
CN103388176A (zh) * 2013-08-16 2013-11-13 英利集团有限公司 铸锭炉及制备硅锭的方法
CN103469293A (zh) * 2013-09-02 2013-12-25 湖南红太阳光电科技有限公司 一种多晶硅的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106757329A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 宁夏银和新能源科技有限公司 提升多晶硅锭转换效率的方法
CN110359090A (zh) * 2019-08-20 2019-10-22 浙江晶科能源有限公司 一种铸锭用籽晶、晶体硅的铸锭方法和晶体硅

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104018219B (zh) 一种窄黑边高效多晶硅片的制备方法
CN103469293B (zh) 一种多晶硅的制备方法
CN104032368B (zh) 一种高效多晶硅锭的制备方法
CN103014852B (zh) 一种用于铸造高效多晶硅锭的方法
CN103088417B (zh) 一种多晶铸锭用高效坩埚及其制备方法
CN102877129B (zh) 一种晶体硅及其制备方法
CN102268724A (zh) 多晶硅锭及其制造方法、太阳能电池
CN103911654B (zh) 制备直径为400mm以上的单晶硅的方法
CN106591937B (zh) 一种凹陷式类单晶籽晶铸锭熔化结晶工艺
CN103911658A (zh) 用于制造硅晶铸锭的晶种
CN103255475A (zh) 包含成核促进颗粒的硅晶铸锭及其制造方法
CN101591808A (zh) 掺锗的定向凝固铸造单晶硅及其制备方法
CN104131339A (zh) 一种多晶硅片的制备方法
CN105154970A (zh) 一种高效多晶硅铸锭的制备方法
CN103215633A (zh) 一种多晶硅的铸锭方法
CN104213191A (zh) 一种半熔高效多晶硅铸锭工艺
CN103132142B (zh) 多晶硅锭及其制造方法
CN102776556B (zh) 一种多晶硅锭及其制备方法和多晶硅片
CN102776557A (zh) 一种用碎硅片作为籽晶来铸造多晶硅锭的方法
CN101597787A (zh) 在氮气下铸造氮浓度可控的掺氮单晶硅的方法
CN104294355A (zh) 一种多晶硅制备工艺
CN104018218A (zh) 一种提高多晶硅电池转换率的铸锭方法
CN101597788B (zh) 在氮气下融化多晶硅制备掺氮铸造单晶硅的方法
CN104294358B (zh) 一种多晶硅锭的制备方法及多晶硅锭
CN102719889A (zh) 一种多晶硅铸锭工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140903

RJ01 Rejection of invention patent application after publication