类单晶硅锭制备方法及切割制备类单晶硅片方法技术

一种类单晶硅锭制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：在坩埚底部铺设单晶硅籽晶，形成籽晶层，所述单晶硅籽晶为<110>晶相；在所述籽晶层上方设置熔融状态的硅料，并控制所述籽晶层不被完全融化；以及控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升形成温度梯度，使得所述熔融状态的硅料在未熔化的籽晶层上沿<110>晶向结晶生长，制备得到类单晶硅锭。本发明专利技术还提供两种切割所述类单晶硅锭制备类单晶硅片的方法，本发明专利技术利用<110>晶相的单晶硅籽晶生长获得位错面积小的类单晶硅锭，并通过选择合适的切割方向，切割得到〈100〉晶向的类单晶硅片，提高了材料的使用率和生产效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种类单晶硅锭制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：在坩埚底部铺设单晶硅籽晶，形成籽晶层，所述单晶硅籽晶为<110>晶相；在所述籽晶层上方设置熔融状态的硅料，并控制所述籽晶层不被完全融化；以及控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升形成温度梯度，使得所述熔融状态的硅料在未熔化的籽晶层上沿<110>晶向结晶生长，制备得到类单晶硅锭。本专利技术还提供两种切割所述类单晶硅锭制备类单晶硅片的方法，本专利技术利用<110>晶相的单晶硅籽晶生长获得位错面积小的类单晶硅锭，并通过选择合适的切割方向，切割得到〈100〉晶向的类单晶硅片，提高了材料的使用率和生产效率。【专利说明】
本专利技术涉及太阳能光伏领域，尤其涉及一种类单晶硅锭制备方法及切割制备类单晶娃片方法。
技术介绍
当今社会，能源消耗越来越多，随着传统能源的短缺及对环境的污染，人们迫切需要开发新的能源，太阳能以其可再生及对环境无污染等优点成为人们关注的重点。目前太阳能一般存储在太阳能电池内，现有的制造太阳能电池的晶体硅主要是采用直拉法的单晶硅及采用铸锭技术的多晶硅。多晶硅虽然生产操作简单且成本低，但电池转换效率较低、寿命短；直拉单晶硅虽然转换效率高，但操作复杂，成本较高。在这种背景下，介于多晶硅和单晶硅之间的类单晶(Mono Like)逐渐进入了人们的视野。类单晶基于多晶铸锭的工艺，其通过使用单晶籽晶进行晶体生长，获得外观和电性能均类似单晶的多晶硅片。这种通过铸锭的方式形成单晶硅的技术，其功耗只比普通多晶娃多5%,所生广的单晶娃的质量却接近直拉单晶娃。现有的类单晶生长技术，一般将〈100〉籽晶铺设在坩埚内再投料进行生长，这种籽晶生长时会在{111}晶面产生位错滑移，由于{111}晶面和〈100〉晶向大约成54.11度夹角，所以生长的类单晶的位错不断繁殖生长，且面积越来越大。此外，在坩埚侧壁和籽晶缝隙处，容易生长出非〈100〉晶向的多晶来，如此会影响后续的切片及生产的全单晶硅片的数量，不能满足生产要求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种类单晶硅锭制备方法，其利用制备的〈110>晶向的单晶硅籽晶生长后得到位错面积较小的类单晶硅锭。本专利技术还提供两种切割制备类单晶硅片方法，通过选择合适的切割方向，切割上述制备得到的类单晶硅锭，可以得到较多的类单晶硅片，提高了材料的使用率和生产效率。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种类单晶硅锭制备方法，至少包括以下步骤:在坩埚底部铺设单晶硅籽晶，形成籽晶层，所述单晶硅籽晶为〈110〉晶相；在所述籽晶层上方设置熔融状态的硅料，并控制所述籽晶层不被完全融化；以及控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升形成温度梯度，使得所述熔融状态的硅料在未熔化的籽晶层上沿〈110〉晶向结晶生长，制备得到类单晶娃淀。其中，所述单晶硅籽晶的制备至少包括如下步骤:提供〈100〉单晶娃棒,所述〈100〉单晶娃棒具有{100}晶面；将所述〈100〉单晶硅棒以垂直于所述{100}晶面的棱线为轴旋转45ο ;及沿〈100〉晶向将所述〈100〉单晶硅棒切割成预设的形状和尺寸，获得单晶硅籽晶。其中，所述单晶硅籽晶具有{110}晶面和{100}晶面，且所述{110}晶面垂直于所述{100}晶面，在所述在坩埚底部铺设单晶硅籽晶时，所述单晶硅籽晶的{100}晶面朝向所述坩埚侧壁铺设。其中，所述单晶硅籽晶的{110}晶面的尺寸为IOOmm~1120mm。其中，所述单晶娃籽晶的厚度为5mm~30mm。本专利技术提供一种由上述制备得到的类单晶硅锭切割制备类单晶硅片的方法，包括以下步骤:将所述类单晶硅锭沿平行于〈110〉晶向进行开方，得到类单晶硅块；及将所述类单晶硅块沿平行于{100}晶面方向进行切割，得到类单晶硅片，所述类单晶娃片为〈100〉晶相。其中，在将所述类单晶硅块沿平行于{100}晶面方向进行切割之前，还包括去除所述类单晶硅块的红区。本专利技术还提供一种由上述制备得到的类单晶硅锭切割制备类单晶硅片的方法，包括以下步骤:将所述类单晶硅锭沿垂直于〈110〉晶向进行开方，得到类单晶硅块；及将所述类单晶硅块沿平行于{100}晶面方向进行切割，得到类单晶硅片，所述类单晶娃片为〈100〉晶相。其中，在将所述类单晶硅块沿平行于{100}晶面方向进行切割之前，还包括去除所述类单晶硅块的红区。本专利技术提供的类单晶硅锭制备方法及切割制备类单晶硅片的方法，通过制备所述单晶硅籽晶并利用该单晶硅籽晶生长得到所述类单晶硅锭，然后采用合适的方向切割所述类单晶硅锭，获得所述类单晶硅片。本专利技术提供的类单晶硅锭及硅片制备方法，生成的类单晶硅锭位错面积小，切割效率高，提高了材料使用率和生产效率，满足了使用要求。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式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专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的类单晶硅片制备方法的流程示意图。图2(a)至图2(d)是本专利技术实施例提供的制备单晶硅籽晶的示意图。图3是本专利技术实施例提供的单晶硅籽晶的第一种铺设方法的示意图。图4是本专利技术实施例提供的单晶硅籽晶的第二种铺设方法的示意图。图5(a)是本专利技术实施例提供的单晶硅籽晶的第三种铺设方法的示意图。图5(b)是图5(a)所示的各个单晶硅籽晶对应的区域图。图6是本专利技术实施例提供的类单晶硅锭的结构示意图。图7是本专利技术实施例提供的一种切割制备类单晶硅片的示意图。图8是本专利技术实施例提供的另一种切割制备类单晶硅片的示意图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请一并参阅图1及图2(a)至图2 (d)，本专利技术实施例提供一种类单晶硅片制备方法，所述类单晶硅片制备方法包括类单晶硅锭的制备方法及切割制备类单晶硅片方法。其中，所述类单晶硅锭的制备方法至少包括如下步骤:S101，在坩埚底部铺设单晶硅籽晶20，形成籽晶层，所述单晶硅籽晶20为〈110〉晶相。在本专利技术的实施例中，所述单晶硅籽晶20的制作可以包括如下步骤:首先，提供〈100〉单晶硅棒10。所述〈100〉单晶硅棒10可为长方体状，其具有{100}晶面 12，然后，将所述〈100〉单晶硅棒10以垂直于所述{100}晶面12的任意一条棱线为轴旋转450，如图2(a)所示。可以理解的是，所述棱线是垂直于所述{100}晶面12的线，如当所述{100}晶面12为底面时，那么该棱线就是对应于该底面的高。 最后，沿〈100〉晶向将所述〈100〉单晶娃棒10切割成预设的形状和尺寸，以获得单晶硅籽晶20。如图2(b)至图2(d)所示，切割后得到的截面为{110}晶面14，且所述{100}晶面12与所述{110}晶面14之间成900夹角，需要注意的是，在切割前，要先去除所述〈100〉单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种类单晶硅锭制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：在坩埚底部铺设单晶硅籽晶，形成籽晶层，所述单晶硅籽晶为<110>晶相；在所述籽晶层上方设置熔融状态的硅料，并控制所述籽晶层不被完全融化；以及控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升形成温度梯度，使得所述熔融状态的硅料在未熔化的籽晶层上沿<110>晶向结晶生长，制备得到类单晶硅锭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何亮，陈红荣，胡动力，雷琦，
申请(专利权)人：江西赛维LDK太阳能高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36