CN108531977A - 一种类单晶籽晶的铺设模具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种类单晶籽晶的铺设模具及方法，其中该铺设模具包括尺寸与坩埚的尺寸相匹配的铺设模具本体；其中，铺设模具本体上设置有与单晶籽晶的尺寸相匹配、用于在将单晶籽晶铺设至坩埚的底部时供单晶籽晶穿过的安装部。本申请公开的上述技术方案，铺设模具包括尺寸与坩埚的尺寸相匹配的铺设模具本体，在其上设置与单晶籽晶的尺寸相匹配、且供单晶籽晶穿过的安装部，通过借助铺设模具本体即可快速地确定单晶籽晶所要铺设的中心区域，从而缩短了铺设所花费的时间，提高了铺设的效率，并且通过借助铺设模具本体还可以使单晶籽晶尽可能准确地铺设在坩埚的中心区域，从而降低了单晶籽晶的铺设偏差，提高了类单晶硅块中的单晶占比。

Description

一种类单晶籽晶的铺设模具及方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，更具体地说，涉及一种类单晶籽晶的铺设模具及方法。

背景技术

在光伏行业中，太阳能电池以晶硅电池为主流。其中，类单晶因生产成本比单晶生产成本低、其制备出来的光伏电池的转换效率比多晶制备出来的光伏电池的转换效率高而受到关注。

在进行类单晶的铸锭之前，首先需要在坩埚的底部铺满单晶籽晶，并在单晶籽晶和坩埚的空隙位置上填充上硅料，然后再进行后续的铸锭工艺。但是，在铺设过程中需要不断确认单晶籽晶与坩埚内壁的距离，以尽量保证单晶籽晶可以铺设在坩埚的中心区域，而这会使得铺设时间比较长、铺设效率比较低。并且在铺设的过程中会出现单晶籽晶和坩埚内壁距离不等的情况，即出现铺设偏差。在硅锭开方的过程中，单晶籽晶与坩埚距离大的部分会由于坩埚的形核而使类单晶硅块上有大量的多晶出现，这些多晶会对太阳能电池的制备工艺以及其性能产生不利的影响；而单晶籽晶与坩埚距离小的部分则会使得类单晶硅块中的边皮部分为单晶，从而导致类单晶硅块中的单晶占比较少。

综上所述，如何提高单晶籽晶的铺设效率、降低单晶籽晶的铺设偏差是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种类单晶籽晶的铺设模具及方法，以缩短单晶籽晶的铺设时长，提高单晶籽晶的铺设效率，并降低单晶籽晶的铺设偏差，从而提高类单晶硅块中的单晶占比。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种类单晶籽晶的铺设模具，包括尺寸与坩埚的尺寸相匹配的铺设模具本体：

其中，所述铺设模具本体上设置有与单晶籽晶的尺寸相匹配、用于在将单晶籽晶铺设至坩埚的底部时供单晶籽晶穿过的安装部。

优选的，所述安装部包括分别设置在所述铺设模具本体的四角的安装槽。

优选的，所述安装部还包括设置在所述铺设模具本体的中心区域的安装孔。

优选的，所述铺设模具本体的厚度小于单晶籽晶的厚度。

优选的，所述铺设模具本体具体为非金属板。

优选的，所述非金属板具体为聚丙烯板。

一种类单晶籽晶的铺设方法，基于如上述任一项所述的类单晶籽晶的铺设模具，包括：

将铺设模具本体居中放置在坩埚的底部；

将单晶籽晶铺设在所述铺设模具本体的安装部处；

从所述坩埚中取出所述铺设模具本体，并沿所述坩埚底部的已铺设区域铺设单晶籽晶。

优选的，在将铺设模具本体居中放置在坩埚的底部之前，还包括：

对所述铺设模具本体进行清洗。

优选的，在将单晶籽晶铺设在所述铺设模具本体的安装部处之前，还包括：

对单晶籽晶进行清洗。

优选的，对单晶籽晶进行清洗，包括：

利用酸溶液对单晶籽晶进行清洗。

本发明公开了一种类单晶籽晶的铺设模具及方法，其中该铺设模具包括尺寸与坩埚的尺寸相匹配的铺设模具本体；其中，铺设模具本体上设置有与单晶籽晶的尺寸相匹配、用于在将单晶籽晶铺设至坩埚的底部时供单晶籽晶穿过的安装部。本申请公开的上述技术方案，类单晶籽晶的铺设模具包括尺寸与坩埚的尺寸相匹配的铺设模具本体，在铺设模具本体上设置与单晶籽晶的尺寸相匹配、且供单晶籽晶穿过的安装部，在铺设单晶籽晶时，通过借助铺设模具本体即可快速地确定单晶籽晶所要铺设的中心区域，避免了在铺设过程中需要不断测量并调整单晶籽晶的位置而使其位于坩埚的中心区域，从而缩短了铺设所花费的时间，提高了铺设的效率，并且通过借助铺设模具本体还可以使单晶籽晶尽可能准确地铺设在坩埚的中心区域，从而降低了单晶籽晶的铺设偏差，提高了类单晶硅块中的单晶占比。

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为本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设模具的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设模具的一具体实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设方法的流程图。

具体实施方式

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。

请参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设模具的结构示意图，可以包括尺寸与坩埚的尺寸相匹配的铺设模具本体1；

其中，铺设模具本体1上设置有与单晶籽晶的尺寸相匹配、用于在将单晶籽晶铺设至坩埚的底部时供单晶籽晶穿过的安装部2。

类单晶籽晶的铺设模具包括尺寸与铸造类单晶硅块所要使用的坩埚的尺寸相匹配的铺设模具本体1。铺设模具本体1上设置有与单晶籽晶的尺寸相匹配、且供单晶籽晶穿过的一个或多个安装部2。需要说明的是，这里对单晶籽晶的尺寸不做任何限定，也即适用于目前能够拉制出的任意尺寸的单晶籽晶，并且铺设模具本体1上某处所设置的安装部2并不限于让一块单晶籽晶穿过。

在铺设单晶籽晶时，先将铺设模具本体1放置在坩埚的底部，通过测量确认铺设模具本体1的侧边与坩埚内壁的距离是否一致，若不一致，则调整铺设模具本体1的位置，直至铺设模具本体1的侧边与坩埚内壁的距离保持一致为止，也即将铺设模具本体1放置于坩埚底部的中心区域。然后，将单晶籽晶放置在铺设模具本体1上的安装部2处，填满安装部2之后，从坩埚底部取出铺设模具本体1，并沿已铺设的单晶籽晶来铺设剩余部分的单晶籽晶。

借助铺设模具本体1铺设单晶籽晶可以不再需要通过不断确认单晶籽晶与坩埚内壁的距离、并实时调整单晶籽晶与坩埚内壁的距离来将单晶籽晶铺设在坩埚的中心区域，从而可以减少铺设过程中测量单晶籽晶与坩埚内壁的距离、以及调整单晶籽晶的位置所花费的时间，减少工作量，缩短铺设时间、提高铺设效率。并且借助铺设模具本体1还可以使单晶籽晶尽可能准确地铺设在坩埚的中心区域，从而降低单晶籽晶的铺设偏差。

本申请公开的上述技术方案，类单晶籽晶的铺设模具包括尺寸与坩埚的尺寸相匹配的铺设模具本体，在铺设模具本体上设置与单晶籽晶的尺寸相匹配、且供单晶籽晶穿过的安装部，在铺设单晶籽晶时，通过借助铺设模具本体即可快速地确定单晶籽晶所要铺设的中心区域，避免了在铺设过程中需要不断测量并调整单晶籽晶的位置而使其位于坩埚的中心区域，从而缩短了铺设所花费的时间，提高了铺设的效率，并且通过借助铺设模具本体还可以使单晶籽晶尽可能准确地铺设在坩埚的中心区域，从而降低了单晶籽晶的铺设偏差，提高了类单晶硅块中的单晶占比。

本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设模具，安装部2可以包括分别设置在铺设模具本体1的四角的安装槽21。其中，图1中示出的铺设模具的安装槽21处分别可以放置一块单晶籽晶。当然，也可以将安装槽21设置为可以放置其他块数的安装槽，在此对放置的数量不做限定。

铺设模具本体1上所设置的安装部2可以包括分别设置在四角的安装槽21。当将铺设模具本体1放置在坩埚内部时，由于四角处设置有安装槽21，因此可以避免因四角的存在而刮伤坩埚内壁的涂层。

本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设模具，安装部2还可以包括设置在铺设模具本体1的中心区域的安装孔22。

铺设模具本体1上所设置的安装部2除了包括分别设置在四角的安装槽21外，还可以包括设置在铺设模具本体1的中心区域的安装孔22，以对放置在坩埚的中心区域的单晶籽晶起到定位的作用，从而便于沿铺设在中心区域的单晶籽晶而放置其他的单晶籽晶。其中，图1中示出的铺设模具的安装孔22处可以放置四块单晶籽晶。当然，也可以将安装孔22设置为可以放置一块或者其他块数的安装孔，在此对放置的数量不做限定，并且安装孔22也可以设置在其他位置处。

本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设模具，铺设模具本体1的厚度小于单晶籽晶的厚度。

上述所提及的铺设模具本体1的厚度小于单晶籽晶的厚度，这样不仅可以减少在将单晶籽晶放置在安装部2处时对单晶籽晶所造成的损伤，还便于铺设模具本体1的取出。

本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设模具，铺设模具本体1具体可以为非金属板。

为了减轻铺设模具本体1的重量、减少铺设模具本体1对坩埚的涂层所造成的损伤，则可以利用密度比较小、质量比较轻的非金属板作为铺设模具本体1。

本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设模具，非金属板具体为聚丙烯板。

可以利用密度小、易加工、具有耐热性、耐冲击性、无毒、无味的聚丙烯板作为类单晶籽晶的铺设模具本体1。当然，也可以利用其他的非金属材料作为铺设模具本体1。

为了对类单晶籽晶的铺设模具进行更加详细的说明，则可以目前常见的利用36块尺寸为156mm*156mm*20mm的单晶籽晶进行铺底为例进行说明，对应的铺设模具的结构示意图可以参见图2，其示出了本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设模具的一具体实施例的结构示意图。图2中标出了对应的尺寸，其中，铺设模具本体的边长为936mm、安装槽的边长为156mm、安装孔的边长为312mm、安装孔的侧边与铺设模具本体的侧边的距离为312mm。

本发明实施例还提供了一种类单晶籽晶的铺设方法，基于上述任一种类单晶籽晶的铺设模具，请参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设方法的流程图，可以包括：

S11：将铺设模具本体居中放置在坩埚的底部。

将铺设模具本体平整地放置在坩埚的底部，通过测量工具测量确认铺设模具本体的四个侧边与相邻坩埚内壁的距离是否一致，若不一致，则移动铺设模具本体，然后再通过测量工具测量确定铺设模具本体的四个侧边与相邻坩埚内壁的距离是否一致，并根据结果执行相应的动作，直至铺设模具本体的侧边与相邻坩埚内壁的距离保持一致为止，以让铺设模具本体居中放置在坩埚底部，从而减少铺设过程中测量单晶籽晶与坩埚内壁的距离、以及调整单晶籽晶的位置所花费的时间，减少工作量，缩短铺设时间、提高铺设效率。

S12：将单晶籽晶铺设在铺设模具本体的安装部处。

在将铺设模具本体居中放置在坩埚底部之后，将单晶籽晶平铺在铺设模具本体的安装部处。在铺设单晶籽晶时，让单晶籽晶与铺设模具本体贴合放置，以提高铺设的精确率，且铺设过程中需要固定铺设模具本体，以避免其发生移动而出现偏差。

S13：从坩埚中取出铺设模具本体，并沿坩埚底部的已铺设区域铺设单晶籽晶。

在安装部处填满单晶籽晶之后，可以沿竖直方向取出铺设模具本体，以尽量避免碰触到已铺设的单晶籽晶而使单晶籽晶的位置出现偏差。

取出铺设模具本体之后，沿坩埚底部已铺设区域铺设剩余的单晶籽晶，使得单晶籽晶可以位于坩埚底部的中心区域，从而降低单晶籽晶的铺设偏差。在铺设完单晶籽晶之后，在单晶籽晶和坩埚内壁的缝隙处填充硅料，然后投炉，并开始铸造。

本申请公开的上述技术方案，在铺设单晶籽晶时，通过借助铺设模具本体即可快速地确定单晶籽晶所要铺设的中心区域，避免了在铺设过程中需要不断测量并调整单晶籽晶的位置而使其位于坩埚的中心区域，从而缩短了铺设所花费的时间，提高了铺设的效率，并且通过借助铺设模具本体还可以使单晶籽晶尽可能准确地铺设在坩埚的中心区域，从而降低了单晶籽晶的铺设偏差，提高了类单晶硅块中的单晶占比。

本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设方法，在将铺设模具本体居中放置在坩埚的底部之前，还可以包括：

对铺设模具本体进行清洗。

在将铺设模具本体放置在坩埚底部之前，需要对铺设模具本体进行清洗，以避免将铺设模具本体中的杂质引入坩埚的内部。

本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设方法，在将单晶籽晶铺设在铺设模具本体的安装部处之前，还可以包括：

对单晶籽晶进行清洗。

由于在对直拉得到的单晶晶棒进行切割以得到单晶籽晶的过程中会在单晶籽晶的表面引入有机物、无机物、金属粒子、灰尘和颗粒物等脏物，并且单晶籽晶表面还会存在机械损伤，为了避免上述脏物及机械损伤对后续过程造成不利的影响，则在将单晶籽晶铺设在铺设模具本体的安装部处之前，需要对单晶籽晶进行清洗，以去除单晶籽晶表面的脏物，并去除单晶籽晶表面所存在的机械损伤。

本发明实施例提供的一种类单晶籽晶的铺设方法，对单晶籽晶进行清洗，可以包括：

利用酸溶液对单晶籽晶进行清洗。

在对单晶籽晶进行清洗时，可以先用纯水洗去表面残留的脏物，然后用硝酸、氢氟酸所构成的混合型酸溶液来对单晶籽晶进行清洗，以去除单晶籽晶表面所存在的机械损伤，然后再利用纯水洗去单晶籽晶表面所残留的酸溶液，以得到质量比较好的单晶籽晶，从而保证可以获得质量比较高的类单晶硅块。当然，也可以利用碱溶液去除单晶籽晶表面的机械损伤，这种清洗方式也在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域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 (10)

1.一种类单晶籽晶的铺设模具，其特征在于，包括尺寸与坩埚的尺寸相匹配的铺设模具本体：

其中，所述铺设模具本体上设置有与单晶籽晶的尺寸相匹配、用于在将单晶籽晶铺设至坩埚的底部时供单晶籽晶穿过的安装部。

2.根据权利要求1所述的类单晶籽晶的铺设模具，其特征在于，所述安装部包括分别设置在所述铺设模具本体的四角的安装槽。

3.根据权利要求2所述的类单晶籽晶的铺设模具，其特征在于，所述安装部还包括设置在所述铺设模具本体的中心区域的安装孔。

4.根据权利要求1所述的类单晶籽晶的铺设模具，其特征在于，所述铺设模具本体的厚度小于单晶籽晶的厚度。

5.根据权利要求1所述的类单晶籽晶的铺设模具，其特征在于，所述铺设模具本体具体为非金属板。

6.根据权利要求5所述的类单晶籽晶的铺设模具，其特征在于，所述非金属板具体为聚丙烯板。

7.一种类单晶籽晶的铺设方法，其特征在于，基于如权利要求1至6任一项所述的类单晶籽晶的铺设模具，包括：

将铺设模具本体居中放置在坩埚的底部；

将单晶籽晶铺设在所述铺设模具本体的安装部处；

从所述坩埚中取出所述铺设模具本体，并沿所述坩埚底部的已铺设区域铺设单晶籽晶。

8.根据权利要求7所述的类单晶籽晶的铺设方法，其特征在于，在将铺设模具本体居中放置在坩埚的底部之前，还包括：

对所述铺设模具本体进行清洗。

9.根据权利要求7所述的类单晶籽晶的铺设方法，其特征在于，在将单晶籽晶铺设在所述铺设模具本体的安装部处之前，还包括：

对单晶籽晶进行清洗。

10.根据权利要求9所述的类单晶籽晶的铺设方法，其特征在于，对单晶籽晶进行清洗，包括：

利用酸溶液对单晶籽晶进行清洗。