一种太阳能电池用N型多晶硅及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种太阳能电池用N型多晶硅及其生产方法，属于半导体技术领域。它解决了现有太阳能电池用N型多晶硅电阻率差值大的问题。本太阳能电池用N型多晶硅硅锭或者N型多晶硅硅片，表面上距离为L的两点之间的检测电阻率为检测值R，在N型多晶硅硅锭或者N型多晶硅硅片表面上任意两处检测值R的差值小于或者等于3％；本太阳能电池用N型多晶硅的生产方法包括备料、浇铸、辐照、切割等步骤。本纸杯具有较高的强度和较好的防烫效果，本太阳能电池用N型多晶硅硅片或N型多晶硅硅锭的电阻率差值小，加工成的太阳能电池片可以集中分布在高光电转换效率的范围内，具有更高的光电转换效率。

N type polycrystalline silicon for solar cell and production method thereof

The invention provides a N type polycrystalline silicon for solar cell and a production method thereof, which belongs to the technical field of semiconductor. The utility model solves the problem of large resistivity difference of the N type polysilicon used in the existing solar cells. The solar cell with a N type polysilicon silicon ingot or N type polycrystalline silicon, surface resistivity detection distance is between L points for the detection value of R in detection of N type polysilicon ingot or N type polycrystalline silicon on the surface of any two R value difference is less than or equal to 3%; the solar battery production method the N type polysilicon preparation, including casting, irradiation and cutting steps. This paper has higher strength and better anti scalding effect, the solar cell with N type or N type polycrystalline silicon polycrystalline silicon ingot small resistivity difference, solar cell can be processed into concentrated in the range of high photoelectric conversion efficiency, has higher photoelectric conversion efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体
，涉及一种太阳能电池用N型多晶硅及其生产方法。
技术介绍
采用N型单晶硅制成的太阳能电池的转换效率要比P型的高，太阳能电池用N型的硅晶体又分为N型单晶硅和N型多晶硅两种，其中N型单晶硅转换效率要比N型多晶硅高，但是生产效率低下，成本高，而传统掺杂法生产的N型多晶硅虽然价格便宜，但是由于掺杂的元素会因分凝系数不同产生偏析现象，分布不均匀，因此电阻率不良率较高，材料的利用率低下，制得的太阳能电池片的转换效率的分布范围较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，该太阳能电池用N型多晶硅的生产方法能够生产出集中分布在高光电转换效率范围内的N型多晶硅太阳能电池片。本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种太阳能电池用N型多晶硅硅片或N型多晶硅硅锭，该太阳能电池用N型多晶硅硅片或N型多晶硅硅锭的电阻率差值小，加工成的太阳能电池片可以集中分布在高光电转换效率的范围内，具有更高的光电转换效率。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，将多晶硅硅锭或者多晶硅硅片通过中子辐照转变为N型多晶硅硅锭或N型多晶硅硅片。本生产方法是针对太阳能电池用的且为N型的多晶硅，包括N型多晶硅硅锭和N型多晶硅硅片，中子辐照就是利用热中子去照射材料、使其导电性发生变化的一种技术，中子辐照其本身是一种现有技术，而本生产方法将该中子辐照应用于N型多晶硅的生产，在加工过程中通过中子辐照，使得多晶硅中的一部分Si转变为P元素，且P元素的分布十分均匀，电阻差值小，因此用该方法生产的太阳电池用N型多晶硅的电阻率差值小，用该N型多晶硅制成的太阳能电池片获得的光电转换效率集中分布在较高的区域内，通过本生产方法生产出的N型多晶硅能够满足量产的需求以及太阳能电池性能的要求。在上述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法中，用于中子辐照的多晶硅硅锭通过浇铸法生产，且浇铸法生产出的多晶硅硅锭具有高电阻。浇铸法是生产太阳能多晶硅的基本方法之一，通过浇铸法来生产多晶硅，生产成本低，且生产效率高，生长出适用于中子辐照的多晶硅，再对该多晶硅硅锭进行中子辐照，使浇铸法生产出的多晶硅转变为N型多晶硅，用该N型多晶硅生产出的太阳能电池片的光电转换效率最高时可达到22％～23％左右。在上述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法中，浇铸法生产出的多晶硅的电阻率≥80Ω·cm。由于通过中子辐照，使其起到掺杂的效果，所以采用本方法浇铸的硅锭的电阻率大于一般掺杂法生产的硅锭。在上述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法中，在浇铸之前先准备适用于浇铸的原料，所述原料为硅、不添加决定导电类型的杂质并且具有高电阻的多晶硅、单晶硅生产时产生的不良品或者多晶硅加工过程中破损的多晶硅硅片中的一种或者多种混合。本生产方法是针对太阳能电池用的且为N型的多晶硅，包括N型多晶硅硅锭和N型多晶硅硅片，鉴于中子辐照工艺，生产多晶硅硅锭的原料中不需要添加导电类型杂质，如制造N型多晶硅时需要掺杂的磷、砷、锑等元素，制造P型多晶硅时需要掺杂的硼、镓、铝等元素，上述高电阻指的是中子辐照前多晶硅的电阻率需为目标N型多晶硅电阻率的10倍以上。在上述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法中，将柱状多晶硅硅锭或多晶硅硅片放置在镉比10以上的原子炉中进行辐照。具体辐照时间视多晶硅硅锭的目标电阻率和辐照所用原子炉的中子通量而定。以具有实绩的功率用IGBT(1200V)所需的100欧姆为参考，太阳能电池用N型多晶硅的电阻率一般在3Ω·cm～8Ω·cm，所以辐照时间大致为通常生产IGBT的辐照时间的20倍左右。在上述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法中，辐照时从多晶硅硅锭的侧部进行辐照。从侧部进行辐照的效率较高。在上述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法中，在浇铸法生产多晶硅过程中，使多晶硅中的晶粒全部长大，并使尽可能多的晶粒按照竖直方向统一生长。中子辐照工艺对多晶硅硅锭的特性提出要求，其中单个晶粒较大且晶粒按照竖直方向统一排列生长而成的多晶硅硅锭更适合进行中子辐照。在上述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法中，所述浇铸法包括步骤d准单晶：将熔融的原料以0.13℃/min～0.21℃/min的降温速率冷却至1450℃使析出的晶核生长为晶粒，并按纵向生长。精确控制浇铸法中的温度变化速率和坩埚内温度，从而生长出更适合中子辐照的多晶硅硅锭。在上述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法中，在步骤d之前还包括如下步骤：a、加热：以16℃/min～17.4℃/min的升温速率将坩埚内温度加热至900℃，去除包括设备、系统、材料上的附着水分和以分子形态吸附着的水分；b、熔化：以13℃/min～17℃/min的升温速率加热至1540℃，使原料充分熔融，底部至上部形成合适的温度梯度，助于杂质从表面释放出来；c、成核：以3℃/min～7℃/min的降温速率冷却至1455℃使底部晶核析出。在上述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法中，在步骤d之后还包括如下步骤：e、定向凝固：以1.4℃/min～2℃/min的降温速率冷却至1418℃，使得晶粒逐渐地按纵向生长变大，并最适化纵向上的晶粒间隔；f、退火：以1.4℃/min～2℃/min的降温速率冷却至1300℃，再以2.5℃/min～3.06℃/min的降温速率冷却至1150℃，对晶体进行退火处理，抑制Si在晶型转变时晶格间产生扭曲；g、冷却：将坩埚内温度冷却至350℃，取出多晶硅晶体。一种太阳能电池用N型多晶硅硅片，所述N型多晶硅硅片呈片状，其特征在于，所述N型多晶硅硅片表面上距离为L的两点之间的检测电阻率为检测值R，在N型多晶硅硅片表面上任意两处的上述检测值R的差值小于或者等于3％。N型多晶硅硅片经切割、研磨等工艺加工形成，取任意位置处距离为L的两点，检测该两点之间的电阻率，获得检测值R1，再取另一任意位置处距离为L的两点，检测该两点之间的电阻率，获得检测值R2，两位置处取的距离L值相同，而两位置处的检测值R1和R2的差值小于或等于3％，即经过中子辐照后该N型多晶硅硅片中从Si转变为P的元素分布十分均匀，因此用该N型多晶硅硅片制得的太阳能电池片的光电转换效率集中分布在转换效率高的范围内。在上述的太阳能电池用N型多晶硅硅片中，所述N型多晶硅硅片由柱状的N型多晶硅硅锭切割形成，所述多晶硅硅锭的端面或者外周面上任意两位置处的上述检测值R的差值小于或者等于3％。即在切割成N型多晶硅硅片之前为少子寿命较长的N型多晶硅硅锭，通过切割研磨形成N型多晶硅硅片。在上述的太阳能电池用N型多晶硅硅片中，所述N型多晶硅硅片通过中子辐照的方法制得。一种太阳能电池用N型多晶硅硅锭，所述N型多晶硅硅锭为柱状的硅锭，其特征在于，所述N型多晶硅硅锭表面距离相同的任意两点之间检测的电阻率为检测值R，任意两处的上述检测值R的差值小于或等于3％。该N型多晶硅硅锭通过中子辐照加工形成，取任意位置处距离为L的两点，检测该两点之间的电阻率，获得检测值R1，再取另一任意位置处距离为L的两点，检测该两点之间的电阻率，获得检测值R2，两位置处取的距离L值相同，而两位置处的检测值R1和R2的差值小于或等于3％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，将多晶硅硅锭或者多晶硅硅片通过中子辐照转变为N型多晶硅硅锭(2)或N型多晶硅硅片(1)。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，将多晶硅硅锭或者多晶硅硅片通过中子辐照转变为N型多晶硅硅锭(2)或N型多晶硅硅片(1)。2.根据权利要求1所述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，用于中子辐照的多晶硅硅锭通过浇铸法生产，且浇铸法生产出的多晶硅硅锭具有高电阻。3.根据权利要求2所述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，浇铸法生产出的多晶硅的电阻率≥80Ω·cm。4.根据权利要求2或3所述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，在浇铸之前先准备适用于浇铸的原料，所述原料为硅、不添加决定导电类型的杂质并且具有高电阻的多晶硅、单晶硅生产时产生的不良品或者多晶硅加工过程中破损的多晶硅硅片中的一种或者多种混合。5.根据权利要求1或2或3所述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，将柱状多晶硅硅锭或多晶硅硅片放置在镉比10以上的原子炉中进行辐照。6.根据权利要求1或2或3所述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，辐照时由多晶硅硅锭的侧部进行辐照。7.根据权利要求2或3所述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，在浇铸法生产多晶硅过程中，使多晶硅中的晶粒全部长大，并使尽可能多的晶粒按照竖直方向统一生长。8.根据权利要求7所述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，所述浇铸法包括步骤d准单晶：将熔融的原料以0.13℃/min～0.21℃/min的降温速率冷却至1450℃使析出的晶核生长为晶粒，并按纵向生长。9.根据权利要求8所述的太阳能电池用N型多晶硅的生产方法，其特征在于，在步骤d之前还包括如下步骤：a、加热：以16℃/min～17.4℃/min的升温速率将坩埚内温度加热至900℃，去除包括设备、系统、材料上的附着水分和以分子形态吸附着的水分；b、熔化：以13℃/min～...

【专利技术属性】
技术研发人员：星野政宏，张乐年，
申请(专利权)人：台州市一能科技有限公司，张乐年，
类型：发明
国别省市：浙江;33