一种掺镓单晶棒的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种掺镓单晶棒的制备方法，采用分段拉制的方式来制得单晶，通过控制拉制长度使得单元晶棒的头尾电阻率在预设的电阻率范围内之后再进行收尾处理，加料后重复进行拉制以最终得到头尾电阻率相差不太大的单晶棒。本发明专利技术提出的掺镓单晶棒的制备方法，其制得的单晶棒的头尾电阻率相差一般控制在十倍以内，故其电阻率的一致性较高，可以更好地满足实际应用需求。

A preparation method of gallium doped single crystal rod

The invention relates to a gallium doped single crystal rod preparation method, piecewise drawing way to prepare single crystal, by controlling the drawing length of the unit crystal bar head in the desired range of resistivity resistivity after finishing processing, feeding after repeated drawing to finally get the head and tail is not too large, the resistivity of single crystal rod. The preparation method of gallium doped monocrystalline bar is provided by the invention. The resistivity difference between the head and tail of the single crystal rod is generally controlled within ten times, so its electrical resistivity has high consistency, which can better meet the practical application needs.

【技术实现步骤摘要】
一种掺镓单晶棒的制备方法
本专利技术涉及单晶生长
，特别涉及一种掺镓单晶棒的制备方法。
技术介绍
众所周知的，太阳能电池作为一种新型的能源利用方式，近年来得到了越来越广泛地发展与应用。而单晶硅片是制备太阳能电池的一种极为重要的基质材料，其性质的优劣将直接决定着太阳能电池的性能。目前，用于生产太阳能电池的单晶硅片普遍为掺杂了硼元素的单晶硅片，且掺硼元素单晶硅片的生产方法已被众多企业所掌握并应用在实际生产中。近年来，随着国内外经济的飞速发展以及市场竞争的日趋激烈，采用掺硼元素单晶硅片所制得的太阳能电池，由于在转换效率、使用寿命以及抗恶劣环境等方面上已逐渐不能满足人们更高的需求标准。因此需要找出一种能够有效替代该掺硼元素单晶硅片的新型的单晶硅片，以提高太阳能电池的整体性能。近年来，经过多方实验与研究发现：掺镓元素的太阳能单晶硅片在转换效率、使用寿命以及抗恶劣环境等方面均有更为良好的表现。然而，由于镓元素的分凝系数仅为0.08，与常规的硼的分凝系数0.8相差了100倍，由于分凝系数太小，在掺杂时难以控制掺杂浓度，进而不容易控制晶棒的电阻率，使得制得的单晶的头尾电阻率相差高达几十倍，也即电阻率的一致性较差。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于提出一种在实际生产制备中，能够较好地控制单晶的头尾电阻率的制备方法，以使得单晶的头尾电阻率相差不至于太大，提高单晶的电阻率的一致性，以满足实际应用需求。本专利技术提出一种掺镓单晶棒的制备方法，所述单晶棒包括N段等径长度的单元晶棒，其中，所述方法包括如下步骤：在一坩埚内加入预设重量的混合生产原料，并对所述混合生产原料进行拉制以得到第一段的单元晶棒，当所述第一段的单元晶棒的当前长度在所述等径长度的第一百分比范围内且对应的头尾电阻率在第一电阻率范围内时进行收尾处理，所述混合生产原料包括根据预设百分配比进行混合配置的纯镓掺杂剂以及原生料；向所述坩埚中补加所述原生料以及所述纯镓掺杂剂以使所述坩埚中当前混合料的重量与所述预设重量相等且对应的镓含量浓度与所述混合生产原料中的相等，按照制得所述第一段的单元晶棒的方法进行循环重复拉制直至得到第N-2段的单元晶棒；向所述坩埚中补加所述原生料以使所述坩埚中的所述当前混合料的重量与所述预设重量相等，对所述坩埚中的所述当前混合料进行拉制以得到第N-1段的单元晶棒，当所述第N-1段的单元晶棒的当前长度为所述等径长度的第二百分比且对应的头尾电阻率在第二电阻率范围内时进行所述收尾处理；向所述坩埚中补加所述原生料以使所述坩埚中的所述当前混合料的重量与所述预设重量相等，对所述坩埚中的所述当前混合料进行拉制以得到第N段的单元晶棒，当所述第N段的单元晶棒的当前长度为所述等径长度的第三百分比且对应的头尾电阻率在第三电阻率范围内时进行所述收尾处理以得到所述单晶棒。本专利技术提出的掺镓单晶棒的制备方法，在实际生产制备中，采用分段拉制的方式来制得单晶，通过控制拉制长度使得单元晶棒的头尾电阻率在预设的电阻率范围内之后再进行收尾处理，加料后重复进行拉制以最终得到头尾电阻率相差不太大的单晶棒，提高了其电阻率的一致性，满足了实际应用需求。所述掺镓单晶棒的制备方法，其中，所述第一百分比范围为50％～60％。所述掺镓单晶棒的制备方法，其中，所述第一电阻率范围为0.51～0.6Ω.cm。所述掺镓单晶棒的制备方法，其中，所述第二百分比为65％。所述掺镓单晶棒的制备方法，其中，所述第二电阻率范围为0.51～1.13Ω.cm。所述掺镓单晶棒的制备方法，其中，所述第三百分比为90％。所述掺镓单晶棒的制备方法，其中，所述第三电阻率范围为0.3～1.28Ω.cm。所述掺镓单晶棒的制备方法，其中，所述单晶棒中电阻率范围为0.5～1Ω.cm的长度占比为82％，电阻率范围为0.3～0.5Ω.cm的长度占比为5％，电阻率范围为1～1.28Ω.cm的长度占比为13％。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1为本专利技术第一实施例提出的掺杂单晶棒的制备方法的原理框图；图2为本专利技术第二实施例提出的掺杂单晶棒的制备方法的流程示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例1请参阅图1，对于本专利技术第一实施例中的掺镓单晶棒的制备方法，所述单晶棒包括N段等径长度的单元晶棒，其中，所述方法包括如下步骤：S101，在一坩埚内加入预设重量的混合生产原料，并对所述混合生产原料进行拉制以得到第一段的单元晶棒，当所述第一段的单元晶棒的当前长度在所述等径长度的第一百分比范围内且对应的头尾电阻率在第一电阻率范围内时进行收尾处理，所述混合生产原料包括根据预设百分配比进行混合配置的纯镓掺杂剂以及原生料。具体的，本专利技术中的掺镓单晶棒是在一坩埚中进行生产的，首先向该坩埚中加入预设重量的混合生产原料。该混合生产原料包括纯镓掺杂剂以及原生料，其中该纯镓掺杂剂为7N纯镓掺杂剂，该原生料为原生多晶硅料。可以理解的，所述混合生产原料中的纯镓掺杂剂与原生料是按照一定的质量百分比进行混合配置的，在本实施例中，所述纯镓掺杂剂的质量为18g，所述原生料的质量为200kg。如上所述，在所述坩埚中加入了所述混合生产原料之后，开始进行单晶棒的拉制作业。在此需要指出的是，在本专利技术中，单晶棒的拉制作业是分段进行的，在完成了一小段的单元晶棒的拉制之后继续进行加料，然后再进行下一段的单元晶棒的拉制作业，以最终得到符合实际电阻率标准要求的单晶棒。在第一段的单元晶棒的拉制作业中，由于为了保证第一段的单元晶棒的头尾电阻率的差值不至于太大，在本实施例中，通过控制单元晶棒的拉制长度来进而调节单元晶棒的头尾电阻率的大小，以满足实际应用需求。具体的，当所述第一段的单元晶棒的当前长度在所述等径长度的第一百分比范围内且对应的头尾电阻率在第一电阻率范围内时进行收尾处理。例如，所述等径长度为2m(单元晶棒的轴向长度)，当所述第一段的单元晶棒的当前长度被拉制到所述等径长度的第一百分比范围(例如为50％～60％)，也即当所述第一段的单元晶棒的当前长度被拉制到1.0～1.2m时，且此时对应的头尾电阻率在第一电阻率范围(例如为0.51～0.6Ω.cm)内时，由于此时的头尾电阻率的差异较小(头尾电阻率的差异值小于2倍)，此时对所述第一段的单元晶棒进行收尾处理以得到第一段的单元晶棒。在此需要说明的是，最后制得的第一段的单元晶棒的长度与等径长度相同，也即为2m。S102，向所述坩埚中补加所述原生料以及所述纯镓掺杂剂以使所述坩埚中当前混合料的重量与所述预设重量相等且对应的镓含量浓度与所述混合生产原料中的相等，按照制得所述第一段的单元晶棒的方法进行循环重复拉制直至得到第N-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺镓单晶棒的制备方法，所述单晶棒包括N段等径长度的单元晶棒，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在一坩埚内加入预设重量的混合生产原料，并对所述混合生产原料进行拉制以得到第一段的单元晶棒，当所述第一段的单元晶棒的当前长度在所述等径长度的第一百分比范围内且对应的头尾电阻率在第一电阻率范围内时进行收尾处理，所述混合生产原料包括根据预设百分配比进行混合配置的纯镓掺杂剂以及原生料；向所述坩埚中补加所述原生料以及所述纯镓掺杂剂以使所述坩埚中当前混合料的重量与所述预设重量相等且对应的镓含量浓度与所述混合生产原料中的相等，按照制得所述第一段的单元晶棒的方法进行循环重复拉制直至得到第N‑2段的单元晶棒；向所述坩埚中补加所述原生料以使所述坩埚中的所述当前混合料的重量与所述预设重量相等，对所述坩埚中的所述当前混合料进行拉制以得到第N‑1段的单元晶棒，当所述第N‑1段的单元晶棒的当前长度为所述等径长度的第二百分比且对应的头尾电阻率在第二电阻率范围内时进行所述收尾处理；向所述坩埚中补加所述原生料以使所述坩埚中的所述当前混合料的重量与所述预设重量相等，对所述坩埚中的所述当前混合料进行拉制以得到第N段的单元晶棒，当所述第N段的单元晶棒的当前长度为所述等径长度的第三百分比且对应的头尾电阻率在第三电阻率范围内时进行所述收尾处理以得到所述单晶棒。...

【技术特征摘要】
1.一种掺镓单晶棒的制备方法，所述单晶棒包括N段等径长度的单元晶棒，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在一坩埚内加入预设重量的混合生产原料，并对所述混合生产原料进行拉制以得到第一段的单元晶棒，当所述第一段的单元晶棒的当前长度在所述等径长度的第一百分比范围内且对应的头尾电阻率在第一电阻率范围内时进行收尾处理，所述混合生产原料包括根据预设百分配比进行混合配置的纯镓掺杂剂以及原生料；向所述坩埚中补加所述原生料以及所述纯镓掺杂剂以使所述坩埚中当前混合料的重量与所述预设重量相等且对应的镓含量浓度与所述混合生产原料中的相等，按照制得所述第一段的单元晶棒的方法进行循环重复拉制直至得到第N-2段的单元晶棒；向所述坩埚中补加所述原生料以使所述坩埚中的所述当前混合料的重量与所述预设重量相等，对所述坩埚中的所述当前混合料进行拉制以得到第N-1段的单元晶棒，当所述第N-1段的单元晶棒的当前长度为所述等径长度的第二百分比且对应的头尾电阻率在第二电阻率范围内时进行所述收尾处理；向所述坩埚中补加所述原生料以使所述坩埚中的所述当前混合料的重量与所述预设重量相等，对所述坩埚中的所述当...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖贵云，陈伟，金浩，
申请(专利权)人：晶科能源有限公司，浙江晶科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36