CN107513764A - 一种利用p型低阻料生产多晶铸锭的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，包括：将P型低阻料的尾部截断报废；对截断尾部之后形成的截面检测电阻率；根据检测到的电阻率所处的范围，继续截断，得到多个分段；分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率，并取平均值得到该分段的电阻率；根据多晶铸锭的目标电阻率、每个分段的重量和电阻率、以及加入的原生硅料的重量计算所需硼母合金的重量，并添加相应重量的硼母合金，生产多晶铸锭。上述利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，能够在保证多晶铸锭品质的基础上，提高P型低阻料的使用率，降低成本。

Description

一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法

技术领域

本发明属于光伏设备制造技术领域，特别是涉及一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法。

背景技术

当前制备多晶硅太阳能电池的硅片导电类型主流要求为P型，电阻率要求1Ω·cm至3Ω·cm，因此需要对铸锭的多晶硅料进行硼母合金的配料掺杂。现行方法是通过对硅料测定电阻率和导电类型，根据电阻率和导电类型数据，确定需要掺杂硼母合金的重量。由于高质量的原生硅料价格太高，多晶硅铸锭厂家经常将单晶埚底料和多晶头尾料等进行再次提纯后掺入原生硅料中进行铸锭，以降低成本。由于上述杂料的存在，通过测电阻率和导电类型很难评估硅料整体的质量性能，提纯锭或提纯棒很容易出现偏差，以至于出现P型低阻料(电阻率低于0.5Ω·cm)等废品，造成巨大的经济损失，此部分低阻料一般报废处理。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，能够在保证多晶铸锭品质的基础上，提高P型低阻料的使用率，降低成本。

本发明提供的一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，包括：

将P型低阻料的尾部截断报废；

对截断尾部之后形成的截面检测电阻率；

根据检测到的电阻率所处的范围，继续截断，得到多个分段；

分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率，并取平均值得到该分段的电阻率；

根据多晶铸锭的目标电阻率、每个分段的重量和电阻率、以及加入的原生硅料的重量计算所需硼母合金的重量，并添加相应重量的硼母合金，生产多晶铸锭。

优选的，在上述利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法中，所述根据检测到的电阻率所处的范围，继续截断，得到多个分段包括：

当检测到的电阻率小于0.1Ω·cm时，按照每段30mm或50mm的标准进行截断；

当检测到的电阻率不小于0.1Ω·cm时，按照每段50mm或100mm的标准进行截断。

优选的，在上述利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法中，所述分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率为：

利用KDY-1电阻率测试仪，对每个分段的头部截面检测20个点的电阻率并取平均值，得到所述头部截面电阻率，再对每个分段的尾部截面检测20个点的电阻率并取平均值，得到所述尾部截面电阻率。

优选的，在上述利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法中，所述加入的原生硅料的重量在总体硅料中的占比范围为58％至64％。

优选的，在上述利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法中，所述根据多晶铸锭的目标电阻率、每个分段的重量和电阻率、以及加入的原生硅料的重量计算所需硼母合金的重量包括：

根据所述多晶铸锭的目标电阻率和各个分段的电阻率得到对应的硼或磷浓度值；

将与所述每个分段的电阻率对应的硼或磷浓度值乘对应的分段的重量并除以总投炉重量，得到硅液浓度贡献；

将所述硅液浓度贡献乘0.8得到头部原硼浓度，将所述硅液浓度贡献乘0.35得到头部原磷浓度；

将所述目标电阻率对应的浓度减去所述头部原硼浓度加上所述头部原磷浓度得到头部需加入硼浓度；

将所述头部需加入硼浓度除以0.8得到溶液中需加入硼浓度；

根据公式：硼母合金加入量＝1000*(溶液中需加入硼浓度*投炉量)/(硼母合金浓度-溶液中需加入硼浓度)，得到所述所需硼母合金的重量。

优选的，在上述利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法中，所述分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率之后，还包括：

当所述头部截面电阻率和所述尾部截面电阻率的差异与二者平均值之比在5％以上时，继续截断该分段。

通过上述描述可知，本发明提供的上述利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，由于包括将P型低阻料的尾部截断报废；对截断尾部之后形成的截面检测电阻率；根据检测到的电阻率所处的范围，继续截断，得到多个分段；分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率，并取平均值得到该分段的电阻率；根据多晶铸锭的目标电阻率、每个分段的重量和电阻率、以及加入的原生硅料的重量计算所需硼母合金的重量，并添加相应重量的硼母合金，生产多晶铸锭，因此能够在保证多晶铸锭品质的基础上，提高P型低阻料的使用率，降低成本。

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利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，能够在保证多晶铸锭品质的基础上，提高P型低阻料的使用率，降低成本。

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利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法的示意图，该方法包括如下步骤：

S1：将P型低阻料的尾部截断报废；

由于这种P型低阻料的尾部没有任何用处，因此直接做报废处理。

S2：对截断尾部之后形成的截面检测电阻率；

具体的，对P型低阻料的尾部进行打磨测电阻，尾部电阻在整根晶棒中，电阻是随着杂质分凝变化而变化，变化趋势是一条平滑的曲线，因此以每一段的尾部电阻率为标准进行截断是合理的。

S3：根据检测到的电阻率所处的范围，继续截断，得到多个分段；

具体的，分段大小的判定可以设定一个电阻率标准值，当实测值小于该标准值时，按照较小的长度来截断，而当实测值大于该标准值时，按照较大的长度来截断。

S4：分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率，并取平均值得到该分段的电阻率；

此步骤测试的电阻率作为后续计算所需加入的硼母合金的重量的依据。

S5：根据多晶铸锭的目标电阻率、每个分段的重量和电阻率、以及加入的原生硅料的重量计算所需硼母合金的重量，并添加相应重量的硼母合金，生产多晶铸锭。

正是由于加入了多个分段，其本身就具有掺杂成分，因此可以减少硼母合金的需要量，而且对P型低阻料进行了充分利用，避免了浪费，也降低了生产成本。

通过上述描述可知，本申请实施例提供的第一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，由于包括将P型低阻料的尾部截断报废；对截断尾部之后形成的截面检测电阻率；根据检测到的电阻率所处的范围，继续截断，得到多个分段；分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率，并取平均值得到该分段的电阻率；根据多晶铸锭的目标电阻率、每个分段的重量和电阻率、以及加入的原生硅料的重量计算所需硼母合金的重量，并添加相应重量的硼母合金，生产多晶铸锭，因此能够在保证多晶铸锭品质的基础上，提高P型低阻料的使用率，降低成本。

本申请实施例提供的第二种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，是在上述第一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述根据检测到的电阻率所处的范围，继续截断，得到多个分段包括：

当检测到的电阻率小于0.1Ω·cm时，按照每段30mm或50mm的标准进行截断；

当检测到的电阻率不小于0.1Ω·cm时，按照每段50mm或100mm的标准进行截断。

具体的，可以将最靠近尾部的一段按照30mm的标准截断，而其他的电阻率小于0.1Ωcm的各段按照50mm的标准截断，而大于0.1Ωcm的各段可以视具体情况而定，最终靠近头部的可以按照100mm的标准截断，当然这只是优选方案，此处并不排除其他方案。

本申请实施例提供的第三种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，是在上述第一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率为：

利用KDY-1电阻率测试仪，对每个分段的头部截面检测20个点的电阻率并取平均值，得到所述头部截面电阻率，再对每个分段的尾部截面检测20个点的电阻率并取平均值，得到所述尾部截面电阻率。

具体的，电阻率检测可以使用KDY-1电阻率测试仪，读数精确到0.001Ω·cm，测试时四探针方向必须和切割纹路平行，先用标块进行点检，点检合格后再检测母合金电阻率，每段母合金棒每个截面检测20个点，读数稳定不变后记录读数，每个截面去除最大/小值做平均，取平均值为截面电阻，电阻率最终取值按两端面平均电阻率取值，两端面电阻率差异与平均取值的比值要控制在5％之内。

本申请实施例提供的第四种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，是在上述第一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述加入的原生硅料的重量在总体硅料中的占比范围为58％至64％。

一个具体的例子是装炉重量为860kg时，原生硅料的重量设置为500kg，当然可以根据实际情况进行调整，此处并不限制。

本申请实施例提供的第五种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，是在上述第一种至第四种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

所述根据多晶铸锭的目标电阻率、每个分段的重量和电阻率、以及加入的原生硅料的重量计算所需硼母合金的重量包括：

根据所述多晶铸锭的目标电阻率和各个分段的电阻率得到对应的硼或磷浓度值；

将与所述每个分段的电阻率对应的硼或磷浓度值乘对应的分段的重量并除以总投炉重量，得到硅液浓度贡献；

将所述硅液浓度贡献乘0.8得到头部原硼浓度，将所述硅液浓度贡献乘0.35得到头部原磷浓度；

将所述目标电阻率对应的浓度减去所述头部原硼浓度加上所述头部原磷浓度得到头部需加入硼浓度；

将所述头部需加入硼浓度除以0.8得到溶液中需加入硼浓度；

根据公式：硼母合金加入量＝1000*(溶液中需加入硼浓度*投炉量)/(硼母合金浓度-溶液中需加入硼浓度)，得到所述所需硼母合金的重量。

本申请实施例提供的第六种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，是在上述第一种至第四种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

所述分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率之后，还包括：

当所述头部截面电阻率和所述尾部截面电阻率的差异与二者平均值之比在5％以上时，继续截断该分段。

需要说明的是，这样就截断的更加细致，严格区分电阻率档位，就会更加精确的计算需要加入的硼母合金的重量，保证最终制作出合格品。

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 (6)

1.一种利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，其特征在于，包括：

将P型低阻料的尾部截断报废；

对截断尾部之后形成的截面检测电阻率；

根据检测到的电阻率所处的范围，继续截断，得到多个分段；

分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率，并取平均值得到该分段的电阻率；

根据多晶铸锭的目标电阻率、每个分段的重量和电阻率、以及加入的原生硅料的重量计算所需硼母合金的重量，并添加相应重量的硼母合金，生产多晶铸锭。

2.根据权利要求1所述的利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，其特征在于，所述根据检测到的电阻率所处的范围，继续截断，得到多个分段包括：

当检测到的电阻率小于0.1Ω·cm时，按照每段30mm或50mm的标准进行截断；

当检测到的电阻率不小于0.1Ω·cm时，按照每段50mm或100mm的标准进行截断。

3.根据权利要求1所述的利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，其特征在于，所述分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率为：

利用KDY-1电阻率测试仪，对每个分段的头部截面检测20个点的电阻率并取平均值，得到所述头部截面电阻率，再对每个分段的尾部截面检测20个点的电阻率并取平均值，得到所述尾部截面电阻率。

4.根据权利要求1所述的利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，其特征在于，所述加入的原生硅料的重量在总体硅料中的占比范围为58％至64％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，其特征在于，所述根据多晶铸锭的目标电阻率、每个分段的重量和电阻率、以及加入的原生硅料的重量计算所需硼母合金的重量包括：

根据所述多晶铸锭的目标电阻率和各个分段的电阻率得到对应的硼或磷浓度值；

将与所述每个分段的电阻率对应的硼或磷浓度值乘对应的分段的重量并除以总投炉重量，得到硅液浓度贡献；

将所述硅液浓度贡献乘0.8得到头部原硼浓度，将所述硅液浓度贡献乘0.35得到头部原磷浓度；

将所述目标电阻率对应的浓度减去所述头部原硼浓度加上所述头部原磷浓度得到头部需加入硼浓度；

将所述头部需加入硼浓度除以0.8得到溶液中需加入硼浓度；

根据公式：硼母合金加入量＝1000*(溶液中需加入硼浓度*投炉量)/(硼母合金浓度-溶液中需加入硼浓度)，得到所述所需硼母合金的重量。

6.根据权利要求1-4任一项所述的利用P型低阻料生产多晶铸锭的方法，其特征在于，所述分别检测每个分段的头部截面电阻率和尾部截面电阻率之后，还包括：

当所述头部截面电阻率和所述尾部截面电阻率的差异与二者平均值之比在5％以上时，继续截断该分段。