CN105821474A - 一种晶体硅的制备方法及晶体硅 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶体硅的制备方法，包括以下步骤：在晶体硅生长用坩埚内装填硅料，同时向坩埚内放入掺杂剂，并将坩埚放入用于晶体硅生长的炉子内，所述掺杂剂包括硼掺杂剂和铟掺杂剂，硼掺杂剂为含有硼元素的单质、合金和氮化物中的一种或多种，铟掺杂剂为含有铟元素的单质、合金和氮化物中的一种或多种，硼、铟元素在硅料中的原子体积浓度分别为1014‑1017、1014‑1018atmos/cm3；在保护气氛下，加热使坩埚内的硅料和掺杂剂完全熔化得到硅熔体，调节晶体硅生长参数，使硅熔体开始长晶，得到晶体硅。本发明能解决现有技术中硼镓共掺制得的晶体硅的少子寿命低、晶体硅收率较低的问题。本发明还提供了一种晶体硅。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池材料技术领域，特别是涉及一种晶体硅的制备方法及晶体硅。
背景技术
在光伏产业的各类太阳能电池中，晶体硅(单晶硅、多晶硅)太阳能电池占有极其重要的地位，目前占据着光伏市场约75％以上的份额。生产多晶硅太阳能电池的硅片材料多是由多晶硅铸锭或者是由直拉硅单晶经加工制成。
为了满足电池片加工的要求，必须在晶体硅生长过程中通过调节掺杂剂的浓度获得要求的电学性能。现有的掺杂剂有III族元素硼、镓(制备P型硅片)及Ⅴ族元磷(制备N型硅片)。其中，因硼在硅中的分凝系数(0.8)较接近1，制得的掺硼硅晶体电阻率分布较均匀，通常掺入适量的硼以获得电阻率为0.5-3Ω·cm的P型晶体硅材料。然而，掺硼硅片制备的电池使用后会出现光致衰减现象，降低电池的转换效率，目前主要认为是掺杂硼原子和晶体硅中的氧原子在太阳光照射下形成的硼-氧复合体有关。
现有技术中通常采用B、Ga共掺来抑制单独的硼掺杂所造成的光衰现象，但当硼镓共掺时若镓的比例低于80％，硼镓共掺的晶体硅的少子寿命会低于纯掺硼，硅片的转换效率降低。而当硼镓共掺时中镓的比例高于80％后，制备的晶体硅的电阻率不良比例会明显升高，导致收率降低。
因而，亟需开发一种合理有效的途径来制备光致衰减少、少子寿命长、电阻率合格区域高的晶体硅。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种含有硼、铟掺杂元素的晶体硅的制备方法，用以解决现有技术中硼镓共掺制得的晶体硅的少子寿命低、晶体硅收率较低的问题。
第一方面，本发明提供了一种晶体硅的制备方法，包括以下步骤：
在晶体硅生长用坩埚内装填硅料，同时向所述坩埚内放入掺杂剂，并将所述坩埚放入用于晶体硅生长的炉子内，所述掺杂剂包括硼掺杂剂和铟掺杂剂，所述硼掺杂剂为含有硼元素的单质、合金和氮化物中的一种或多种，所述铟掺杂剂为含有铟元素的单质、合金和氮化物中的一种或多种，在所述硅料中，硼元素的原子体积浓度为1014-1017atmos/cm3，铟元素的原子体积浓度为1014-1018atmos/cm3；
在保护气氛下，加热使所述坩埚内的硅料和掺杂剂完全熔化得到硅熔体，调节晶体硅生长参数，使所述硅熔体开始长晶，得到晶体硅，其中，所述晶体硅包括直拉单晶硅、多晶硅锭或类单晶硅锭。
优选地，所述硼和铟元素在所述硅料中的原子体积浓度比为9:1-1:1。铟原子比例过高会降低晶体生长的良品率，另一方面在晶体硅生长过程中容易出现成分过冷，导致晶体生长受到影响。
优选地，所述掺杂剂还包括锗掺杂剂，锗元素在所述硅料中的原子体积浓度不超过1020atmos/cm3。当锗原子体积浓度大于1020atmos/cm3时，锗在晶体硅中以替位态的形式存在，由于锗的原子半径大于硅的原子半径，引入较多的锗后会在晶格中产生较大的应力场，使得晶格间隙变大，从而导致更多的间隙氧存在于晶体硅中，锗钉扎位错的效果反而变差，从而导致在晶体硅中产生大量的位错，降低了硅片的机械强度。
在生长晶体硅的过程中，适量掺入锗可以显著改变硅中的点缺陷浓度及其分布，从而影响到氧沉淀，即锗可以促进硅中氧沉淀的生成，而氧沉淀对位错存在钉扎效应，从而可以显著提高硅片的机械强度，掺锗硅片相比现有掺硼硅片强度可以提高10％左右。此外，由于锗与硅是同族元素，因此锗几乎不会影响晶体硅材料的电学性能(如电阻率)；同时，利用锗的原子尺寸较大，增加氧扩散的势垒，抑制硼氧复合体的形成，从而降低晶体硅太阳电池的光衰减。
进一步优选地，所述锗元素在所述硅料中的原子体积浓度为1014-1019atmos/cm3。
更优选地，所述锗元素在所述硅料中的原子体积浓度为1016-1018atmos/cm3。
进一步优选地，硼在所述硅料中的原子体积浓度为1014-1015atmos/cm3；In在所述硅料中的原子体积浓度为1017-1018atmos/cm3。
本发明中，所述硅料均为原生多晶硅料，纯度为6N以上，可以是采用西门子法气相沉积生产的高纯硅料，不含掺杂剂，也可以是改良西门子法或流化床法等生产的高纯硅料。
优选地，所述硼掺杂剂为硼粉、氮化硼和硼硅母合金中的一种或多种，但不限于此。
优选地，所述铟掺杂剂为金属铟、氮化铟和铟硅母合金中的一种或多种，但不限于此。
优选地，所述锗掺杂剂包括金属锗、氮化锗和锗硅母合金中的一种或多种，但不限于此。
金属铟和金属锗中，铟元素、锗元素的纯度分别在99.999％-99.9999％之间。
优选地，向所述坩埚内放入掺杂剂，具体为：
先在所述坩埚的底部铺满硅料，然后把所述掺杂剂放在所述坩埚内的硅料之上，再将其余硅料放置于所述坩埚内，使加入的硅料完全覆盖已加入的掺杂剂。
进一步优选地，先在所述坩埚内放入含铟的掺杂剂，再放入含硼的掺杂剂。以上放置位置可有效避免掺杂元素在抽真空或真空过程中时存在损失。
进一步优选地，在坩埚高度的(1/4-1/2)处放入第一掺杂剂，在坩埚高度的(1/3-2/3)处放入含硼元素的掺杂剂，其中，所述第一掺杂剂含有铟元素，或者含有铟和锗元素。本发明中所述坩埚高度基本等于坩埚内硅料和掺杂剂所占据的高度，所述坩埚高度是以坩埚底部为基准。
更优选地，在坩埚高度的(1/4-1/3)处放入所述第一掺杂剂。
本发明中，掺杂剂硼距离坩埚底部的高度高于所述第一掺杂剂距坩埚底部内的高度。即所述掺杂剂硼在所述第一掺杂剂之上。以上掺杂位置可有效避免所掺元素在抽真空或真空过程中时存在损失。
本发明中，所述晶体硅可以为通过直拉法得到的直拉单晶硅，或通过定向凝固法得到多晶硅锭、类单晶硅锭。所述晶体硅的生长参数的调控，可采用现有技术中的方法进行。
优选地，当所述晶体硅为直拉单晶硅时，所述用于晶体硅生长的炉子为单晶炉。
优选地，当所述晶体硅为多晶硅铸锭或准单晶铸锭，所述用于晶体硅生长的炉子为铸锭炉。
优选地，当所述晶体硅为直拉单晶硅时，在直拉法制单晶硅时，在所述坩埚内的硅料和掺杂剂完全熔化得到硅熔体后，
在熔化的硅熔体表面放置单晶籽晶以进行引晶，控制所述坩埚内的液面温度及所述硅熔体内的温度梯度，使所述硅熔体通过籽晶上拉来生长单晶硅。可以通过控制所述坩埚的旋转速度及晶体旋转速度，通过引晶、缩颈、放肩、等径生长及收尾拉制单晶硅。
优选地，当所述晶体硅为多晶硅锭时，所述调节晶体硅生长参数，包括：
控制所述坩埚内的温度沿垂直与所述坩埚底部向上的方向逐渐上升形成温度梯度，使所述硅熔体开始自下向上凝固长晶。可以通过降低加热器功率同时配合打开所述炉子侧部的隔热笼来实现。
优选地，当所述晶体硅为多晶硅铸锭或准单晶铸锭时，在向所述坩埚内装入硅料之前，对所述坩埚的内壁喷涂氮化硅涂层，所述氮化硅涂层的厚度为50-70μm，纯度大于99.9％。形成的氮化硅涂层起到脱模剂的作用，并且在一定程度上还能够阻止坩埚内部的杂质进入到铸造主体中。
更优选地，当所述晶体硅为多晶硅铸锭或准单晶铸锭时，在向所述坩埚内装入硅料之前，在所述坩埚的底部铺设有籽晶，在加热熔化的过程中，控制加热器速率使籽晶部分熔化、坩埚内的硅料和掺杂剂全部熔化；
在开始生长晶体时，降低加热器功率同时配合打开所述炉子侧部的隔热笼，控制所述坩埚内的温度沿垂直与所述坩埚底部向上的方向逐渐上升形成温度梯度，使熔化的物料沿着底部籽晶的界面处开始凝固长晶。
根据所需要的目标晶体硅来放入籽晶，其中，当需要多晶硅锭时，所述籽晶可以为多晶碎硅片或多晶细碎料；当需要准单晶铸锭时，所述籽晶为块状单晶籽晶，例如籽晶的尺寸可以为156*156*25mm。
本发明第一方面提供的所述晶体硅的制备方法中，采用铟元素与硼元素共掺杂，由于硼的共价原子半径为82pm，在硅晶格中有足够的空间去形成硼氧复合体，而铟的共价原子半径是144pm，其较大的原子半径能阻碍其与氧在硅晶格中形成亚稳态复合体，铟能够有效抑制光衰现象，制得的硅片的光致衰减比例低于业内掺硼多晶硅片1％左右。此外，由于In在硅中的分凝系数小于Ga，在目标电阻率一定以及Ga、In的掺杂浓度一致的情况下，掺In分凝较Ga少，从而导致电阻率不良的比例较少，晶体的电阻合格率较高，少子寿命高，可以得到光致衰减低、少子寿命长、电阻率合格区域高等性能兼顾的晶体硅。本发明的所述制备方法简单易操作，成本低，可应用与规模化生产。
第二方面，本发明提供了一种由上述制备方法制得的晶体硅。
本发明的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
附图说明
图1为本发明实施例二的方法制得的晶体硅的电阻率的轴向分布图；
图2为本发明对比实施例1中硼铟共掺与现有技术中硼镓共掺、单掺硼时所得多晶硅块的少子寿命对比图；
图3为本发明对比实施例2中硼铟共掺与现有技术中硼镓共掺、单掺硼时所得多晶硅锭的电阻率的轴向分布图的对比。
具体实施方式
以下所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。
实施例一
一种硼铟锗共掺的多晶硅的制备方法，包括以下步骤：
1.将450kg的原生多晶硅料装于陶瓷坩埚中，同时在坩埚高度的1/3处同时掺杂纯金属铟和纯金属锗，其中，金属铟和金属锗的质量分别为5g、20g，其中In和Ge在所述硅料中的原子体积浓度分别为1.36E+17、8.58E+1017atmos/cm3；在坩埚高度的2/3处在添加电阻率为0.0026Ω.cm的硼母合金60g(硼母合金中，硼的原子浓度为4.242E+19，B在所述硅料中的原子体积浓度为6.52094E+15atmos/cm3)，使最先生长出的多晶硅锭的尾部10％处电阻率为2.78Ω·cm；
2.将装有上述硅料的陶瓷坩埚送入铸锭炉内，对铸锭炉进行抽空、检漏等，运行铸锭炉，将温度加热至1530℃，以保证坩埚内的硅料和掺杂剂全部熔化得到硅熔体；
3.通过降低加热器功率来降低铸锭炉温度，将长晶温度控制在1420-1440℃之间，同时保持0.3-1cm/h的速度打开隔热笼，稳定坩埚内固液界面的平整度，使完全熔化的硅熔体从坩埚底部开始结晶生长，控制坩埚内的温度沿垂直与所述坩埚底部向上的方向逐渐上升形成温度梯度，定向凝固直至长晶结束，最后经过退火冷却，得到多晶铸锭。
经测试，本实施例1制得的多晶铸锭平均少子寿命为6.5μs，多晶硅锭切片后的硅片的平均转换效率为17.95％，切片时硅片的碎片率为1.65％，相比于现有技术中纯掺硼硅片而言，切片时的碎片率降低0.28％；经过10h光照后，衰减相比纯掺硼硅片降低0.24％。
此外，同期硼铟共掺的多晶硅锭的具体制备参数同实施例一，不同之处在于，在坩埚高度的1/3处只掺杂5g的金属铟而不掺杂锗，In在所述硅料中的原子体积浓度为1.36E+17atmos/cm3。测得同期硼铟共掺的硅片的碎片率为1.93％。
其中，硼铟共掺的多晶硅锭的主要制备步骤如下：
(1)将450kg的原生多晶硅料装于陶瓷坩埚中，同时在坩埚高度的1/3处同时掺杂纯金属铟，其中，金属铟的质量为5g，In在所述硅料中的原子体积浓度为1.36E+17atmos/cm3)，在坩埚高度的2/3处在添加电阻率为0.0026Ω.cm的硼母合金60g(硼母合金中，硼的原子浓度为4.242E+19，B在所述硅料中的原子体积浓度为6.52094E+15atmos/cm3)，使最先生长出的多晶硅锭的尾部10％处电阻率为2.78Ω·cm。
步骤(2)-(3)同实施例一。
实施例二
一种硼铟锗共掺的多晶硅的制备方法，包括以下步骤：
1.将500kg的原生多晶硅料装于陶瓷坩埚中，在坩埚高度的1/3处同时掺杂铟硅合金和锗硅合金，其中，铟硅合金的电阻率0.00002Ω·cm、质量为35g，铟在该合金中的含量为6.07E+21；锗硅合金的质量为60g(锗硅合金中锗和硅的质量比为1:1)，其中，In和Ge在所述硅料中的原子体积浓度分别为4E+17、1.2E+17atmos/cm3，在坩埚高度的1/2处在添加硼粉0.038g(B在所述硅料中的原子体积浓度为1.07E+16atmos/cm3)，使最先生长出的多晶硅锭的尾部10％处的电阻率为1.63Ω·cm；
2-3步骤同实施例一。
对本实施例二中得到的晶体硅的不同部位取样，并测试晶体的电阻率的轴向分布，结果如图1所示。从图1可以看出，所得晶体硅中，处于1-1.63Ω.cm之间的比例(即电阻率合格区域的收率)达到97％。晶体硅的少子寿命平均为6.8μs。
将电阻率在1-1.63Ω﹒cm的晶体硅制成硅片，并最终制成太阳能电池，其光电转换效率在18.02％，光致衰减为0.9％。
实施例三
一种硼铟锗共掺的准单晶硅锭的制备方法，包括以下步骤：
1.将块状单晶籽晶(晶向为(100)，尺寸为156*156)铺设于陶瓷坩埚的底部，籽晶厚度在10-30mm之间；
2.在所铺籽晶的上面添加450kg的原生多晶硅料，在坩埚高度的1/2处掺杂重量分别为50g、100g的纯铟、纯锗，其中In和Ge在所述硅料中的原子体积浓度分别为1.3E+18、4.3E+18atmos/cm3；在坩埚高度的3/5处掺杂硼母合金70g(硼母合金的电阻率为0.0026，B在所述硅料中的原子体积浓度为7.4E+15atmos/cm3)，使最先生长出的准单晶硅锭的尾部10％处电阻率为2.21Ω·cm；
3.将装有上述硅料的陶瓷坩埚送入铸锭炉内，对铸锭炉进行抽空、检漏等，运行铸锭炉，调整炉内的加热器功率，将温度加热至1530℃，使多晶硅料、铟元素、锗元素及硼母合金全部熔化，同时调整隔热笼位置以确保底部籽晶部分熔化；
4.当籽晶剩余厚度在5-15mm时，降低铸锭炉的温度，将温度控制在1420-1440℃之间以进入长晶阶段，同时保持以0.3-1cm/h的速度打开隔热笼，稳定坩埚内固液界面的平整度，使熔化的硅料从底部籽晶处开始形核生长，定向凝固直至长晶结束，最后经过退火冷却，得到含有大晶粒的准单晶铸锭。
经测试，本实施例三制得的类单晶铸锭的平均少子寿命为6.8μs，类单晶铸锭切片后的硅片的平均转换效率为18.6％，硅片的碎片率1.41％，相比于现有技术中掺硼而言，切片时的碎片率降低0.4％；经过10h光照后，衰减相比纯掺硼硅片降低0.35％。
此外，同期硼铟共掺的类单晶硅锭的具体制备参数同实施例三，不同之处在于，在坩埚高度的1/2处只掺杂50g的金属铟而不掺杂锗，In在所述硅料中的原子体积浓度为1.3E+18atmos/cm3。测得同期硼铟共掺的硅片的碎片率为1.82％。
实施例四
一种硼铟共掺的直拉单晶硅的制备方法，包括以下步骤：
1.将90Kg的原生多晶硅料装于石英坩埚中，在坩埚高度的1/4处掺杂10g的纯铟，In在所述硅料中的原子体积浓度为1.35E+18atmos/cm3，在坩埚高度的1/2处掺杂15g、电阻率为0.003Ω·cm的硼母合金(B在所述硅料中的原子体积浓度为6.78E+15atmos/cm3)，使最先长出来的单晶硅棒的头部10％处电阻率为2.38Ω·cm；
2.将装料的石英坩埚置于单晶炉中，进行抽真空处理；
3.在氩气或氮气保护下，对单晶炉炉体进行加热，使温度上升至1450-1480℃之间，将坩埚内的硅料及掺杂剂全部熔化形成硅熔体后，混合均匀后，调节温度至1420-1450℃，缓慢放入单晶籽晶于硅熔体表面；
4.按直拉单晶硅常规流程进行引晶、缩颈、放肩、等径生长、收尾、冷却，完成单晶拉制过程，整个过程中控制晶棒的转速为4-15rpm，石英坩埚的转速为4-15rpm(转/分)，放肩、等径生长、收尾阶段中晶体的平均生长速度30-150mm/h，生长的直拉单晶硅的直径为206mm。
经测试，本实施例3制得的单晶硅棒切片后的硅片的平均转换效率为19.2％，经过10h光照后，衰减相比纯掺硼硅片降低0.4％。
为突出本发明的有益效果，增加以下对比实验一，按照实施例一中的工艺参数对以下A、B、C组分别生长多晶硅锭：
A、单纯掺硼制备多晶硅锭：初始称取450Kg的多晶硅料，掺入0.02449g的硼粉，B在所述硅料中的原子体积浓度为7.06E+15atmos/cm3；使最先生长出的多晶硅锭的尾部电阻率为2.5Ω·cm；
B、硼镓共掺的多晶硅锭：
初始称取450Kg的多晶硅料，掺入1.5g的金属镓，同时掺入0.0221g的硼粉，其中，B在硅料中的原子体积浓度为6.3E+15atmos/cm3，Ga在硅料中的原子体积浓度为6.7E+16atmos/cm3，使最先生长出的多晶硅锭的尾部电阻率为2.5Ω·cm；
C、硼铟共掺的多晶硅锭：
初始称取450Kg的多晶硅料，掺入50g的金属铟，同时掺入0.0221g的硼粉，其中，B在硅料中的原子体积浓度为6.3E+15atmos/cm3，In在硅料中的原子体积浓度为1.36E+18atmos/cm3，最先生长出的多晶硅锭的尾部电阻率为2.5Ω·cm。
需要说明的是，B、C组中，Ga(或In)替代了纯掺B所需B原子质量的10％(按电阻率2.5Ω·cm计算，纯掺硼需要硼的质量为0.02449g，共掺镓后，尾部初始电阻率同样按2.5Ω·cm计算，只需硼的质量为0.0221g，相当于掺镓后，达到同样电阻率2.5，减少了硼的用量约为10％)。
分别测试以上3组实验制得的多晶硅锭切成硅块，并进行少子寿命的测试，结果如图2所示。
经测试可知，纯掺B的多晶硅块的少子寿命的均值为7.32μs，掺铟比例为10％硅块少子寿命均值为7.34μs，基本与纯掺B的相持平；掺镓比例为10％的硅块少子寿命均值为5.6μs左右，明显低于前两者。且光衰比例依次为：纯掺硼为1.34％，硼镓共掺为0.62％，硼铟共掺为0.63％。
以上结果说明B-Ga共掺中掺Ga比例偏小会影响晶体硅的少子寿命值，进而影响硅片的转换效率，而B-In共掺中掺In比例偏小(本例中为10％)基本不影响晶体硅的少子寿命，基本与纯掺B的相持平，而且相对于纯掺B的而言，还大大降低了单纯的硼掺杂所造成的光衰。
为突出本发明的有益效果，增加以下对比实验二，按照实施例一中的工艺参数对以下D、E、F组分别生长多晶硅锭：
D、纯硼实验
初始称取450Kg的多晶硅料，掺入0.022g的硼粉，(其中，B在所述硅料中的原子体积浓度为6.28E+15atmos/cm3，使最先生长出的多晶硅锭的尾部电阻率为2.8Ω·cm；
E、硼镓共掺实验
初始称取450Kg的多晶硅料，掺入6g的金属镓，同时掺入0.012g的硼粉，其中，B在硅料中的原子体积浓度为3.45E+15atmos/cm3，Ga在硅料中的原子体积浓度为2.68E+17atmos/cm3，使最先生长出的多晶硅锭的尾部电阻率为2.8Ω·cm；
F、硼铟共掺实验
初始称取450Kg的多晶硅料，掺入9.88g的金属铟，同时掺入0.02g的硼粉，其中，B在硅料中的原子体积浓度为6.1E+15atmos/cm3，In在硅料中的原子体积浓度为2.68E+17atmos/cm3，使最先生长出的多晶硅锭的尾部电阻率为2.8Ω·cm。
对D、E、F组得到的多晶硅锭的不同部位取样，测试其电阻率的轴向分布，结果如图3所示。
从图3可以看出，这三组的多晶硅锭的尾部电阻率相同，均为2.8Ω·cm，D组、F组所得晶体硅中，处于1-2.8Ω·cm之间的比例(即电阻率合格区域的收率)基本相同，达到98％左右，而E组处于1-2.8Ω·cm之间的比例仅为80％。因此，相对于现有技术中B+Ga、B+In共掺中，Ga、In的掺杂浓度相同、尾部电阻率相同的多晶硅锭而言，其电阻率合格区域提高了18％。
经检测，D、E、F组得到的多晶硅锭的少子寿命的平均值分别为：6.32μs、5.82μs、6.33μs，可见部分硼镓共掺会影响铸锭的少子寿命，而硼铟共掺与单掺硼的两者少子寿命接近。
将D、E、F组中电阻率在1-2.8Ω·cm的多晶硅制成硅片，并最终制成太阳能电池，其光致衰减分别为1.22％、0.56％、0.63％，说明，硼镓共掺、硼铟共掺均比单掺硼的光致衰减低；D、E、F组的光电转换效率分别在17.87％、17.84％、17.89％。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶体硅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在晶体硅生长用坩埚内装填硅料，同时向所述坩埚内放入掺杂剂，并将所述坩埚放入用于晶体硅生长的炉子内，所述掺杂剂包括硼掺杂剂和铟掺杂剂，所述硼掺杂剂为含有硼元素的单质、合金和氮化物中的一种或多种，所述铟掺杂剂为含有铟元素的单质、合金和氮化物中的一种或多种，在所述硅料中，硼元素的原子体积浓度为1014-1017atmos/cm3，铟元素的原子体积浓度为1014-1018atmos/cm3；
在保护气氛下，加热使所述坩埚内的硅料和掺杂剂完全熔化得到硅熔体，调节晶体硅生长参数，使所述硅熔体开始长晶，得到晶体硅，其中，所述晶体硅包括直拉单晶硅、多晶硅锭或类单晶硅锭。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼和铟元素在所述硅料中的原子体积浓度比为9:1-1:1。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂剂还包括锗掺杂剂，锗元素在所述硅料中的原子体积浓度不超过1020atmos/cm3。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锗元素在所述硅料中的原子体积浓度为1014-1019atmos/cm3。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼掺杂剂为硼粉、氮化硼和硼硅母合金中的一种或多种；所述铟掺杂剂为金属铟和铟硅母合金中的一种或多种。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锗掺杂剂包括金属锗和锗硅母合金中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向所述坩埚内放入掺杂剂，具体为：
先在所述坩埚的底部铺满硅料，然后把所述掺杂剂放在所述坩埚内的硅料之上，再将其余硅料放置于所述坩埚内，使加入的硅料完全覆盖已加入的掺杂剂。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，以坩埚底部为基准，在坩埚高度的(1/4-1/2)处放入第一掺杂剂，在坩埚高度的(1/3-2/3)处放入含硼元素的掺杂剂，其中，所述第一掺杂剂含有铟元素，或者含有铟和锗元素。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述晶体硅为多晶硅铸锭或准单晶铸锭时，所述用于晶体硅生长的炉子为铸锭炉；当所述晶体硅为直拉单晶硅时，所述用于晶体硅生长的炉子为单晶炉。
10.一种由如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的晶体硅。
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