CN111647941B - 一种籽晶铺设方法及类单晶硅锭的制备方法和由其制得的类单晶硅锭 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种籽晶铺设方法，所述方法通过在铺设的籽晶之间留有缝隙并严格限定缝隙的距离，不仅能够解决现有类单晶硅锭铸锭过程中产生的位错缺陷问题；而且包括所述铺设方法的类单晶硅锭的制备方法通过同时限定第二加热熔化期和第一长晶期的坩埚底部温度，能够有效防止硅液流下导致的杂质凸起问题，制得的类单晶硅锭位错缺陷极少且没有杂质凸起，能够较好地应用在太阳能等领域中。

Description

一种籽晶铺设方法及类单晶硅锭的制备方法和由其制得的类 单晶硅锭
技术领域
本发明涉及晶体硅技术领域，尤其涉及一种籽晶铺设方法及类单晶硅锭的制备方法和由其制得的类单晶硅锭。
背景技术
单晶硅通常是利用直拉技术或区熔技术而制备获取到，但是单晶硅的制备成本高以及能耗高。而多晶硅则是利用铸造技术进行制备，其制造成本低，但制备出的太阳能电池的光电转化效率相对较低。为了结合单晶硅制备和多晶硅制备的优点，目前业界推出了一种介于单晶硅和多晶硅之间的类单晶，即利用多晶硅的铸造技术制备出效率接近单晶硅的类单晶硅，目前类单晶的铸造方法主要有无籽晶引晶和有籽晶引晶法，有籽晶引晶法是先将单晶硅籽晶铺设在石英坩埚底部，在熔化阶段保持籽晶不完全熔化，在单晶硅籽晶上进行引晶生长从而得到类单晶硅锭。
目前常用的类单晶铸造方法为籽晶引晶法，基于底部籽晶进行外延生长得来的晶体硅，在籽晶和籽晶之间形成晶界。但是，在形成晶界之前籽晶和籽晶要经历升温和保温阶段，籽晶升温后体积膨胀，籽晶间必然会形成膨胀挤压，挤压造成的压力会在高温状态的硅籽晶中产生位错。
CN105603507A公开了一种籽晶的铺设方法，该方法通过铺设第一保护层和第二保护层来保护籽晶，第一保护层阻隔坩埚底部杂质扩散，第二保护层阻隔硅料及坩埚中杂质气氛的杂质扩散，这二层保护层保护所述籽晶避免受到杂质的污染，但该方法中籽晶生长过程仍然产生位错。
CN107523858A也公开了一种籽晶的铺设方法，通过将籽晶切割成多层的子籽晶，并多层叠加铺在坩埚底部形成籽晶层，当进行类单晶硅锭的制取后，将籽晶层中完好的子籽晶重新铺设在坩埚底部，而在其完好的子籽晶上方只需叠加铺设部分新的子籽晶即可形成籽晶层，但该方法并未解决现有籽晶生长过程中的位错问题。
因此，针对现有类单晶制备过程中的位错等问题，需要开发一种位错少的高品质类单晶硅锭制备工艺。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种籽晶铺设方法，所述方法通过在铺设的籽晶之间留有特定距离的缝隙，不仅能够解决现有类单晶硅锭铸锭过程中产生的位错缺陷问题；而且通过同时限定加热熔化后期和长晶初期的坩埚底部温度，能够有效防止硅液流下导致的杂质凸起问题，制得的类单晶硅锭位错缺陷极少且没有杂质凸起，光电转化效率高，具有良好的应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种籽晶铺设方法，所述籽晶铺设方法包括：铺设的籽晶之间留有缝隙；所述缝隙的距离为2.5×e-3L～12.5×e-3L，其中，L为垂直于缝隙方向的籽晶宽度。
本发明提供的籽晶铺设方法严格限定籽晶之间的缝隙距离为垂直于缝隙方向的籽晶宽度的2.5×e-3～12.5×e-3倍，例如可以是2.5×e-3L、2.8×e-3L、2.9×e-3L、3.5×e- 3L、3.6×e-3L、3.68×e-3L、4.0×e-3L、4.5×e-3L、4.5×e-3L、8×e-3L、9×e-3L、10×e-3L、12×e-3L或12.5×e-3L等。
本发明中籽晶在生长过程中温度较高，籽晶会发生体积膨胀，现有不留缝隙的籽晶铺设方法将导致发生体积膨胀的籽晶之间相互挤压，从而造成位错缺陷，制得的类单晶硅锭光电转化效率低；尽管考虑到留有缝隙能够缓解位错缺陷的问题，但一些现有技术一般留出非常多的间隙，以防止产生位错缺陷，但这将导致籽晶上表面的硅液沿着缝隙流到籽晶底部，硅液凝固后会形成挤压或者杂质向上输运的通道，最终在类单晶硅锭上体现为杂质凸起。本发明通过严格控制籽晶之间的缝隙距离，能够有效防止位错缺陷和杂质凸起的产生。
本发明对所述籽晶的尺寸不做特殊限定，可采用籽晶尺寸如50～1000mm范围内的籽晶，也可采用某一方向尺寸特别长的异型籽晶或开发的尺寸更大的籽晶等，均可采用本发明提供的籽晶铺设方法进行铺设。
本发明对所述籽晶不做特殊限定，既可以是单晶硅，也可以是已经使用过的二次利用籽晶，还可以是从已经生长出来的类单晶切割作为籽晶。
优选地，所述铺设的籽晶晶相朝向相同。
本发明中不对籽晶的形状等作特殊限定，优选采用非异型籽晶，采用尺寸规则的籽晶能够更有效地与籽晶间的缝隙相配合，提高最终的产品品质。
优选地，所述籽晶之间的缝隙距离不同或相同。
本发明中的籽晶可以采用相同尺寸的籽晶，也可以采用不同尺寸的籽晶，其中相同尺寸的籽晶之间的缝隙既可以相同，也可以不同，具体地，籽晶不同列或不同行之间的缝隙可以有的相同，有的不同；不同尺寸籽晶之间的缝隙距离既可以相同，也可以不同，只要满足在上述缝隙范围之内即可，在此不做特殊限定。例如可以是，所述铺设的籽晶层包括n个区，第m+1区籽晶之间的缝隙距离大于第m区籽晶之间的缝隙距离，其中，n为大于等于2的自然，m为大于等于1小于m的自然数。
本发明中还可以根据坩埚底部的温度调整籽晶之间的缝隙距离，如控制坩埚底部温度高处籽晶之间的缝隙距离大于坩埚底部温度低处籽晶之间的缝隙距离，比如说针对现有常规中心温度低外侧温度高的坩埚底部热场，设置外侧籽晶之间的缝隙距离大于内侧籽晶之间的缝隙距离。
优选地，所述铺设的籽晶层包括n个区，第m+1区的温度大于第m区的温度，所述第m+1区籽晶之间的缝隙距离大于第m区籽晶之间的缝隙距离，其中，n为大于等于2的自然，m为大于等于1且小于m的自然数。
本发明中所述n个区可以是连续的区也可以是不连续的区，对此不作特殊限定。
优选地，所述缝隙的距离为3.68×e-3L～5.5×e-3L。
本发明优选缝隙的距离为3.68×e-3L～5.5×e-3L，能够更有效防止籽晶生长过程中出现位错现象，更进一步防止硅液流下导致的杂质凸起问题，得到的类单晶硅锭质量更高。
优选地，所述缝隙的距离为0.1～10mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、5mm、8mm、9mm或10mm等。
本发明优选缝隙之间的距离为0.1～10mm之间，能够较好地适用于50～1000mm尺寸的籽晶大小，取得更佳的类单晶生长结果。
第二方面，本发明提供一种类单晶硅锭的制备方法，所述类单晶硅锭的制备方法采用第一方面所述的籽晶铺设方法进行籽晶铺设。
本发明提供的类单晶硅锭的制备方法通过采用本发明第一方面所述的籽晶铺设的方法进行，操作简单，无需过多的操作即可大幅度提高类单晶硅锭产品的质量。
优选地，所述方法包括如下步骤：
(1)在坩埚底部铺设籽晶层，籽晶之间留有缝隙，所述缝隙的距离为2.5×e-3L～12.5×e-3L，其中，L为垂直于缝隙方向的籽晶宽度；在所述籽晶层上层装载硅料；
(2)加热熔化硅料，在所述籽晶层基础上开始长晶，得到类单晶硅锭。
本发明对制备方法中具体的步骤和装置不做特殊限定，采用常规的类单晶硅锭的铸锭方法和装置即可，如可采用铸锭炉进行类单晶硅锭的铸锭。
本发明通过控制第二加热熔化期的坩埚底部温度，能够有效防止硅料熔化后流入籽晶与籽晶之间的缝隙间，减少了杂质凸起缺陷，提高了硅锭的品质。
优选地，步骤(2)中所述加热熔化包括第一加热熔化期和第二加热熔化期。
优选地，所述第二加热熔化期的时长为3～4h，例如可以是3h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h、3.5h、3.6h、3.7h、3.8h或4h等。
本发明所述第二加热熔化期实际上是指熔化完成前的3～4h，本发明对在此之前的熔化温度(即第一加热熔化期的温度)不作特殊限定，采用常规用于类单晶硅锭铸锭过程中采用的熔化温度即可，可选为25～1400℃，例如可以是从室温升温至1400℃或控制坩埚底部温度为1350℃等。
本发明所述第一加热熔化期的时长也没有特殊限制，根据籽晶层上层所加的硅料质量确定，采用常规的第一加热熔化期的熔化时长即可，可选为10～50h，例如可以是10h、15h、20h、25h、28h、30h、35h、40h或50h等，不做特殊限定。
优选地，控制第二加热熔化期中坩埚底部温度为1000～1300℃，例如可以是1000℃、1050℃、1100℃、1120℃、1130℃、1150℃、1170℃、1180℃、1200℃、1220℃、1250℃、1280℃或1300℃等，优选为1050～1280℃。
优选地，步骤(2)中所述长晶包括第一长晶期和第二长晶期。
优选地，所述第一长晶期的时长为1.2～2.5h，例如可以是1.2h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2.0h、2.2h或2.5h等。
优选地，控制所述第一长晶期中坩埚底部温度为1000～1300℃，例如可以是1000℃、1050℃、1100℃、1120℃、1130℃、1150℃、1170℃、1180℃、1200℃、1220℃、1250℃、1280℃或1300℃等，优选为1050～1280℃。
本发明中所述第一长晶期是指开始长晶后1.2～2.5h，通过控制第一长晶期的温度，能够有效防止硅料熔化后流入籽晶与籽晶之间的缝隙间，从而阻止了熔化后硅料与坩埚接触后打通坩埚杂质向上的通道，提高了最终硅锭的品质。
本发明对第二长晶期不做特殊限定，采用本领域技术人员熟知的用于硅锭生长的温度和时长即可。其中，第二长晶期的时长可选为15～50h，例如可以是15h、18h、19h、20h、22h、25h、28h、30h、35h、40h、45h或50h等，与具体硅料的装载量以及长晶温度有关；温度可选为1250～900℃，例如可以是1250℃、1220℃、1200℃、1190℃、1180℃、1170℃、1100℃、1050℃、1000℃、950℃或900℃等，采用常规长晶的温度即可，可以在该阶段采用同一长晶温度，也可对第二长晶期的温度根据长晶情况在操作过程中调整温度，可根据硅料的装载量各方面因素进行调整，在此不再赘述。
优选地，步骤(2)中控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度。
优选地，步骤(2)包括：加热熔化硅料，控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度。再从坩埚底部降温，在所述籽晶层基础上开始向上凝固长晶，得到类单晶硅锭。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)在坩埚底部铺设籽晶层，籽晶之间留有缝隙，所述缝隙的距离为2.5×e-3L～12.5×e-3L，其中，L为垂直于缝隙方向的籽晶宽度；在所述籽晶层上层装载硅料，所述铺设的籽晶晶相朝向相同；
(2)加热熔化硅料，控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度，再从坩埚底部降温，在所述籽晶层基础上开始向上凝固长晶，得到类单晶硅锭；
其中，所述加热熔化包括第一加热熔化期和第二加热熔化期，所述第二加热熔化期的时长为3～4h；所述长晶包括第一长晶期和第二长晶期，所述第一长晶期的时长为1.2～2.5h，控制第二加热熔化期和第一长晶期中坩埚底部温度为1000～1300℃。
第三方面，本发明提供一种类单晶硅锭，所述类单晶硅锭由第二方面所述的类单晶硅锭的制备方法制得。
本发明提供的类单晶硅锭无位错缺陷，且没有硅液流入籽晶缝隙造成的杂质凸起等问题，光电转化效率高，具有良好地产品品质，能够较好的应用于太阳能等领域。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的籽晶铺设方法通过严格控制籽晶间的缝隙大小，减少了籽晶体积膨胀带来的位错缺陷以及硅液流至坩埚底部造成的杂质凸起问题，且铺设方法简单，容易操作；
(2)本发明提供的类单晶硅锭的制备方法综合籽晶铺设和温度控制，制得的类单晶硅锭无位错缺陷和杂质凸起，制备工艺简单且可适用于现有常规铸锭装置，应用范围广；
(3)本发明提供的类单晶硅锭无位错缺陷和杂质凸起等问题，光电转化效率高。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的类单晶硅锭的制备方法中籽晶在坩埚中的铺设俯视图。
图2是本发明实施例1提供的类单晶硅锭的制备方法中籽晶之间的铺设俯视图。
图3是本发明实施例1提供的类单晶硅锭的制备方法中籽晶之间的铺设左视图。
图4是本发明实施例1提供的类单晶硅锭的制备方法得到的类单晶硅锭开方后检测图。
图5是本发明实施例1提供的类单晶硅锭的制备方法得到的类单晶硅锭开方后实物图。
图6是本发明实施例3提供的类单晶硅锭的制备方法中籽晶在坩埚中的铺设俯视图。
图7是本发明实施例4提供的类单晶硅锭的制备方法中籽晶在坩埚中的铺设俯视图。
图8是本发明实施例5提供的类单晶硅锭的制备方法得到的类单晶硅锭开方后实物图。
图9是本发明实施例6提供的类单晶硅锭的制备方法得到的类单晶硅锭开方后实物图。
图10是本发明对比例1提供的类单晶硅锭的制备方法得到的类单晶硅锭开方后检测图。
图11是本发明对比例2提供的类单晶硅锭的制备方法得到的类单晶硅锭开方后检测图。
图12是本发明对比例2提供的类单晶硅锭的制备方法得到的类单晶硅锭开方后实物图。
图中：1-籽晶；2-坩埚；101-位错缺陷；102-杂质凸起；103-籽晶缝隙。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
一、实施例
实施例1
本实施例提供一种类单晶硅锭的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在坩埚底部铺设籽晶层，籽晶之间留有缝隙d，如图1～3所示，所述缝隙d的距离为1.0mm；在所述籽晶层上层装载1000kg多晶硅料，所述籽晶的长为170mm，宽为170mm，厚度为30mm的晶体硅，所述铺设的籽晶100晶相朝向均向上；
(2)将装载完籽晶层和多晶硅料的坩埚投放到铸锭炉中，加热熔化硅料，分为第一加热熔化期和第二加热熔化期，第一加热熔化期的时长为20h，第二加热熔化期的时长为4h，控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度，并在第一加热熔化期将坩埚底部的温度从25℃升温至1400℃后保持18h再降温至第二加热熔化期的温度，控制第二加热熔化期中坩埚底部的温度为1270℃；
再从坩埚底部降温，使得底部首先开始凝固，晶体就沿着籽晶的结构开始进行原子堆垛，向上凝固长晶，分为第一长晶期和第二长晶期，所述第一长晶期的时长为2h，在第一长晶期中控制坩埚底部的温度为1270℃，缓慢降温至第二长晶期的温度，所述第二长晶期的时长为25h，在第二长晶期中控制坩埚底部的温度为1200℃；
长晶完成后，经退火冷却得到类单晶硅锭。
本实施例制得的类单晶硅锭如图4所示，从图4中可以看出籽晶之间并未产生位错，也未出现杂质凸起，类单晶硅锭品质良好；该类单晶硅锭经开方后如图5所示，从图5中能够清楚的看到籽晶缝隙之间没有硅液填满籽晶缝隙造成的杂质凸起。
实施例2
本实施例提供一种类单晶硅锭的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在坩埚底部铺设籽晶层，籽晶之间留有缝隙d，所述缝隙d的距离为0.2mm；在所述籽晶层上层装载800kg多晶硅料，所述籽晶的长为50mm，宽为50mm，厚度为30mm的晶体硅，所述铺设的籽晶100晶相朝向均向上；
(2)将装载完籽晶层和多晶硅料的坩埚投放到铸锭炉中，加热熔化硅料，分为第一加热熔化期和第二加热熔化期，第一加热熔化期的时长为18h，第二加热熔化期的时长为3.5h，控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度，并在第一加热熔化期中将坩埚底部的温度从25℃升温至1300℃保持14h，再降温至第二加热熔化期的温度，控制第二加热熔化期中坩埚底部的温度为1180℃；
再从坩埚底部降温，使得底部首先开始凝固，晶体就沿着籽晶的结构开始进行原子堆垛，向上凝固长晶，分为第一长晶期和第二长晶期，所述第一长晶期的时长为2.5h，在第一长晶期中控制坩埚底部的温度为1100℃，缓慢降温至第二长晶期的温度，所述第二长晶期的时长为22h，在第二长晶期中控制坩埚底部的温度为950℃；
长晶完成后，经退火冷却得到类单晶硅锭。
实施例3
本实施例提供一种类单晶硅锭的制备方法，如图6所示，所述方法包括如下步骤：
(1)在坩埚底部铺设籽晶层，籽晶之间留有缝隙，铺设的籽晶层分为四个区，分别为第1区、第2区和第3区，第1区的缝隙d1的距离为1.0mm，第2区的缝隙d2的距离为1.1mm，第3区的缝隙d3的距离为1.3mm；在所述籽晶层上层装载1500kg多晶硅料，所述籽晶的长为350mm，宽为350mm，厚度为20mm的晶体硅，所述铺设的籽晶100晶相朝向均向上；
(2)将装载完籽晶层和多晶硅料的坩埚投放到铸锭炉中，加热熔化硅料，分为第一加热熔化期和第二加热熔化期，第一加热熔化期的时长为30h，第二加热熔化期的时长为4h，控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度，并在第一加热熔化期将坩埚底部的温度从30℃升温至1320℃保持25h，再降温至第二加热熔化期的温度，控制第二加热熔化期中坩埚底部的温度为1280℃；
再从坩埚底部降温，使得底部首先开始凝固，晶体就沿着籽晶的结构开始进行原子堆垛，向上凝固长晶，分为第一长晶期和第二长晶期，所述第一长晶期的时长为1.5h，在第一长晶期中控制坩埚底部的温度为1120℃，缓慢降温至第二长晶期的温度，所述第二长晶期的时长为30h，在第二长晶期中控制坩埚底部的温度为980℃；
长晶完成后，经退火冷却得到类单晶硅锭。
实施例4
本实施例提供一种类单晶硅锭的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)在坩埚底部铺设籽晶层，籽晶之间留有缝隙，如图7所示，所述缝隙d1在籽晶长方向的距离为1.3mm，缝隙d2宽方向上的距离为0.9mm，在所述籽晶层上层装载1000kg多晶硅料，所述籽晶的长为200mm，宽为165mm，厚度为30mm的晶体硅，所述铺设的籽晶100晶相朝向均向上；
(2)将装载完籽晶层和多晶硅料的坩埚投放到铸锭炉中，加热熔化硅料，分为第一加热熔化期和第二加热熔化期，第一加热熔化期的时长为19h，第二加热熔化期的时长为4h，控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度，并在第一加热熔化期中将坩埚底部的温度从室温升温至1380℃保持10h，再降温至第二加热熔化期的温度，控制第二加热熔化期中坩埚底部的温度为1200℃；
再从坩埚底部降温，使得底部首先开始凝固，晶体就沿着籽晶的结构开始进行原子堆垛，向上凝固长晶，分为第一长晶期和第二长晶期，所述第一长晶期的时长为1.5h，在第一长晶期中控制坩埚底部的温度为1230℃，缓慢降温至第二长晶期的温度，所述第二长晶期的时长为15h，在第二长晶期中控制坩埚底部的温度为920℃；
长晶完成后，经退火冷却得到类单晶硅锭。
实施例5
本实施例提供一种类单晶硅锭的制备方法，所述方法除步骤(2)中第二加热熔化期和第一长晶期中坩埚底部的温度为1290℃外，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种类单晶硅锭的制备方法，所述方法除步骤(2)中第二加热熔化期和第一长晶期中坩埚底部的温度为1280℃外，其余均与实施例1相同。
实施例5和实施例6制得的类单晶硅锭经开方后分别如图8和图9所示，从图8可以看到，籽晶缝隙中有多部分被硅液填充导致了杂质凸起，而图9中仅有少部分位置被硅液填充，且杂质凸起不明显。
实施例7
本实施例提供一种类单晶硅锭的制备方法，所述方法除步骤(2)中第二加热熔化期和第一长晶期中坩埚底部的温度为1040℃外，其余均与实施例1相同。
实施例7中由于坩埚底部温度过低，导致在熔化过程中下部硅料基本不熔化，无法实现较好地结晶和晶体生长。
二、对比例
对比例1
本对比例提供一种类单晶硅锭的制备方法，所述方法除步骤(1)中籽晶铺设中不留缝隙外，其余均与实施例1相同。
本对比例制得的类单晶硅锭如图10所示，从图中能够看出籽晶之间的位置出现了明显的位错缺陷101，这是由于在晶体生长过程中，籽晶之间没有缝隙，籽晶的膨胀导致了籽晶之间的相互挤压造成了位错，这种具有位错的类单晶硅锭光电转化效率低。
对比例2
本对比例提供一种类单晶硅锭的制备方法，所述方法除步骤(1)中缝隙d的距离为2.5mm外，其余均与实施例1相同。
本对比例制得的类单晶硅锭如图11所示，从图中可以看出，籽晶间已经无位错产生，但是籽晶间的缝隙使得硅液沿着缝隙流下与坩埚直接接触，形成杂质向硅锭内部扩散的通道，形成了如上图所示的杂质凸起102，直接影响底部硅片的品质；这一现象也从图12能够到，籽晶之间的缝隙被硅液填满且产生了杂质凸起。
综合实施例1和对比例1～2可以看出，实施例1中通过将籽晶间缝隙设置在1.8mm，相较于对比例1中不设置缝隙、对比例2中缝隙为2.5mm而言，实施例1中制得的类单晶硅锭无位错缺陷且不存在硅液流入缝隙导致的杂质凸起问题，而对比例1中存在明显位错缺陷，对比例2中杂质凸起严重，由此表明，本发明通过严格控制籽晶之间的缝隙距离，减少了制得的类单晶硅锭的位错缺陷和杂质凸起现象，提高了产品品质。
综合实施例1和实施例5～7可以看出，实施例1和实施例6中控制第二加热熔化期和第一长晶期中坩埚底部的温度分别为1270℃和1280℃，相较于实施例5和实施例7中分比为1290℃和1070℃而言，实施例1中无硅液流下，籽晶间缝隙清楚；实施例6中仅有少部分位置被硅液填充，且杂质凸起不明显；而实施例5中有多部分被硅液填充导致了杂质凸起，实施例7中由于温度过低无法实现较好地生长，由此表明，在保证籽晶间隙在合理范围的前提下，综合控制第二加热熔化期和第一长晶期中坩埚底部的温度能够制得杂质含量低，产品品质更佳的类单晶硅锭。
综上所述，本发明提供的籽晶铺设方法通过在铺设的籽晶之间留有缝隙并严格限定缝隙的距离，不仅能够解决现有类单晶硅锭铸锭过程中产生的位错缺陷问题，而且同时与第二加热熔化期和第一长晶期的坩埚底部温度相配合，能够有效防止硅液流下导致的杂质凸起问题，制得的类单晶硅锭位错缺陷极少且没有杂质凸起，能够较好地应用在太阳能领域中。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种类单晶硅锭的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)在坩埚底部铺设籽晶层，籽晶之间留有缝隙，所述缝隙的距离为2.5×e-3L～12.5×e-3L，其中，L为垂直于缝隙方向的籽晶宽度；在所述籽晶层上层装载硅料；
(2)加热熔化硅料，在所述籽晶层基础上开始长晶，得到类单晶硅锭；
步骤(2)中所述加热熔化包括第一加热熔化期和第二加热熔化期；
控制第二加热熔化期中坩埚底部温度为1050～1280℃；所述第二加热熔化期的时长为3～4h；
所述长晶包括第一长晶期和第二长晶期；
控制所述第一长晶期中坩埚底部温度为1050～1280℃，所述第一长晶期的时长为1.2～2.5h。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铺设的籽晶晶相朝向相同。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述籽晶之间的缝隙距离不同或相同。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述缝隙的距离为3.68×e-3L～5.5×e-3L。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述缝隙的距离为0.1～10mm。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：加热熔化硅料，控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度；再从坩埚底部降温，在所述籽晶层基础上开始向上凝固长晶，得到类单晶硅锭。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)在坩埚底部铺设籽晶层，籽晶之间留有缝隙，缝隙的距离为2.5×e-3L～12.5×e-3L，其中，L为垂直于缝隙方向的籽晶宽度；在所述籽晶层上层装载硅料，所述铺设的籽晶晶相朝向相同；
(2)加热熔化硅料，控制上层硅料的温度高于下层籽晶的温度，再从坩埚底部降温，在所述籽晶层基础上开始向上凝固长晶，得到类单晶硅锭；
其中，所述加热熔化包括第一加热熔化期和第二加热熔化期，所述第二加热熔化期的时长为3～4h；所述长晶包括第一长晶期和第二长晶期，所述第一长晶期的时长为1.2～2.5h，控制第二加热熔化期和第一长晶期中坩埚底部温度为1050～1280℃。
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