CN105063751A - 一种铸锭制作方法 - Google Patents

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陈伟
黄晶晶
李林东
闫灯周
金浩
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Jinko Solar Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种铸锭制作方法，包括：筛选出尺寸相同的高纯石英砂；将所述高纯石英砂均匀撒在坩埚底部；固定所述高纯石英砂；对所述高纯石英砂形成保护；熔化并长晶。本申请提供的上述铸锭制作方法中，由于首先筛选出尺寸相同的高纯石英砂，再将所述高纯石英砂均匀撒在坩埚底部，这种均匀分布且尺寸相同的高纯石英砂能够保证形核的均匀性，能够提高形核重复性和形核质量，从而提高生长出的晶体的质量。

Description

一种铸锭制作方法
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种铸锭制作方法。
背景技术
现有的多晶铸锭制作技术中，形核层处理方式有两种：第一种是坩埚底部直接喷涂氮化硅，第二种是在氮化硅保护层下部铺设一层硅系籽晶，如石英砂或硅粉，然后喷涂氮化硅，导致铸锭的制作中存在以下缺点：形核重复性差，且形核质量较差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种铸锭制作方法，能够提高形核重复性和形核质量。
本发明提供的一种铸锭制作方法，包括：
筛选出尺寸相同的高纯石英砂；
将所述高纯石英砂均匀撒在坩埚底部；
固定所述高纯石英砂；
对所述高纯石英砂形成保护；
熔化并长晶。
优选的，在上述铸锭制作方法中，所述筛选出尺寸相同的高纯石英砂为：筛选出尺寸在10目至200目之间的高纯石英砂。
优选的，在上述铸锭制作方法中，所述固定所述高纯石英砂为：对所述高纯石英砂喷洒硅溶胶浆料，固定所述高纯石英砂。
优选的，在上述铸锭制作方法中，所述对所述高纯石英砂形成保护为：在所述高纯石英砂上喷涂氮化硅保护层，所述氮化硅保护层的厚度范围为0.5毫米至4毫米。
优选的，在上述铸锭制作方法中，所述熔化之后，还包括：继续保持高温0.5小时至5小时，控制所述坩埚底部的温度的范围为1450℃至1490℃，然后降温，控制硅液上方温度的范围为1410℃至1440℃。
优选的，在上述铸锭制作方法中，在所述降温之后，还包括长晶初期阶段，所述长晶初期阶段的温度范围控制在1410℃至1440℃，长晶时间控制在8小时至10小时，长晶速率控制在1.2cm/h至1.4cm/h。
优选的，在上述铸锭制作方法中，在所述长晶初期阶段之后，还包括长晶中期阶段，所述长晶中期阶段的温度范围控制在1410℃至1430℃，长晶时间控制在12小时至14小时，长晶速率控制在1.1cm/h至1.3cm/h。
优选的，在上述铸锭制作方法中，在所述长晶中期阶段之后，还包括长晶后期阶段，所述长晶后期阶段的温度范围控制在1400℃至1420℃，长晶时间控制在10小时至12小时，长晶速率控制在0.9cm/h至1.2cm/h。
本发明提供的上述铸锭制作方法中，由于首先筛选出尺寸相同的高纯石英砂，再将所述高纯石英砂均匀撒在坩埚底部，这种均匀分布且尺寸相同的高纯石英砂能够保证形核的均匀性，能够提高形核重复性和形核质量，从而提高生长出的晶体的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种铸锭制作方法的示意图；
图2为本申请实施例提供的第二种铸锭制作方法的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种铸锭制作方法，能够提高形核重复性和形核质量。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种铸锭制作方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种铸锭制作方法的示意图。该方法包括如下步骤：
S1：筛选出尺寸相同的高纯石英砂；
在该步骤中，筛选出的石英砂必须保证尺寸相同，这样才能保证形核的大小一致。
S2：将所述高纯石英砂均匀撒在坩埚底部；
在该步骤中，在坩埚底部的高纯石英砂的分布必须是均匀的，这样才能保证形核均匀一致的分布在各个位置。
S3：固定所述高纯石英砂；
在该步骤中，将高纯石英砂进行固定，以避免在后续步骤中高纯石英砂发生移动而打乱了原来的均匀分布状态。
S4：对所述高纯石英砂形成保护；
在该步骤中，可以选择多种物质对所述高纯石英砂形成保护，在此并不做限制。
S5：熔化并长晶。
在该步骤中，可以通过对熔化温度和熔化时间的工艺进行优化，并可以通过对长晶的温度、时间和速率等参数进行优化，以保证铸锭的生长质量。
作为一个可选方案，上述步骤S1中，所述筛选出尺寸相同的高纯石英砂具体为：筛选出尺寸在10目至200目之间的高纯石英砂，其重量范围可以是100克-500克，可以根据实际需要对其用量做适当的调整。
可选的，上述步骤S3中，所述固定所述高纯石英砂为：对所述高纯石英砂喷洒硅溶胶浆料，固定所述高纯石英砂，这种硅溶胶浆料能够将高纯石英砂较为牢固的固定在所述坩埚的底部，效果较好。
进一步的，上述步骤S4中，所述对所述高纯石英砂形成保护为：在所述高纯石英砂上喷涂氮化硅保护层，所述氮化硅保护层的厚度范围为0.5毫米至4毫米，一般而言，在这种情况下，氮化硅用量控制在100克-350克，根据实际需要对其用量可以做适当的调整。
另外，本申请实施例还提供了第二种铸锭制作方法，如图2所示，图2为本申请实施例提供的第二种铸锭制作方法的示意图。该方法包括如下步骤：
A1：筛选出尺寸相同的高纯石英砂；
A2：将所述高纯石英砂均匀撒在坩埚底部；
A3：固定所述高纯石英砂；
A4：对所述高纯石英砂形成保护；
A5：熔化；
A6：继续保持高温0.5小时至5小时，控制所述坩埚底部的温度的范围为1450℃至1490℃，然后降温，控制硅液上方温度的范围为1410℃至1440℃；
相对于现有技术中的5分钟至10分钟的保温时间，在该步骤A6中，高温保持时间更长，使得形核层更易刺破氮化硅保护层，硅液渗透到高纯石英砂的颗粒之间，进一步保证形核的稳定和均匀，从而达到高质量引晶。
A7：长晶初期阶段，所述长晶初期阶段的温度范围控制在1410℃至1440℃，长晶时间控制在8小时至10小时，长晶速率控制在1.2cm/h至1.4cm/h；
A8：长晶中期阶段，所述长晶中期阶段的温度范围控制在1410℃至1430℃，长晶时间控制在12小时至14小时，长晶速率控制在1.1cm/h至1.3cm/h；
A9：长晶后期阶段，所述长晶后期阶段的温度范围控制在1400℃至1420℃，长晶时间控制在10小时至12小时，长晶速率控制在0.9cm/h至1.2cm/h。
在上述步骤A7-A9中，相对于传统铸锭长晶工艺，本实施例提供的方法更注重于长晶速率的控制，对于坩埚侧壁形核长晶导致的斜向晶有一定的抑制作用，因此可以促进晶体定向竖状生长成功率。
由于上述实施例提供的方法采用的是优化后的高纯石英砂作为形核层，同时优化了涂层厚度，可以使得硅液在高纯石英砂之间的渗透更易发生，能够保证形核的均匀性，能够提高形核重复性和形核质量，并对后续的生长工艺进行优化，因此具有下列优点：引晶效果稳定且避免底部粘锅，促进晶体定向竖状生长成功率，确保高质量晶粒的持续生长，最终降低缺陷的繁殖。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种铸锭制作方法，其特征在于，包括：
筛选出尺寸相同的高纯石英砂；
将所述高纯石英砂均匀撒在坩埚底部；
固定所述高纯石英砂；
对所述高纯石英砂形成保护；
熔化并长晶。
2.根据权利要求1所述的铸锭制作方法，其特征在于，所述筛选出尺寸相同的高纯石英砂为：筛选出尺寸在10目至200目之间的高纯石英砂。
3.根据权利要求1所述的铸锭制作方法，其特征在于，所述固定所述高纯石英砂为：对所述高纯石英砂喷洒硅溶胶浆料，固定所述高纯石英砂。
4.根据权利要求1所述的铸锭制作方法，其特征在于，所述对所述高纯石英砂形成保护为：在所述高纯石英砂上喷涂氮化硅保护层，所述氮化硅保护层的厚度范围为0.5毫米至4毫米。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铸锭制作方法，其特征在于，所述熔化之后，还包括：继续保持高温0.5小时至5小时，控制所述坩埚底部的温度的范围为1450℃至1490℃，然后降温，控制硅液上方温度的范围为1410℃至1440℃。
6.根据权利要求5所述的铸锭制作方法，其特征在于，在所述降温之后，还包括长晶初期阶段，所述长晶初期阶段的温度范围控制在1410℃至1440℃，长晶时间控制在8小时至10小时，长晶速率控制在1.2cm/h至1.4cm/h。
7.根据权利要求6所述的铸锭制作方法，其特征在于，在所述长晶初期阶段之后，还包括长晶中期阶段，所述长晶中期阶段的温度范围控制在1410℃至1430℃，长晶时间控制在12小时至14小时，长晶速率控制在1.1cm/h至1.3cm/h。
8.根据权利要求7所述的铸锭制作方法，其特征在于，在所述长晶中期阶段之后，还包括长晶后期阶段，所述长晶后期阶段的温度范围控制在1400℃至1420℃，长晶时间控制在10小时至12小时，长晶速率控制在0.9cm/h至1.2cm/h。
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