一种多晶硅片直接成型的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种多晶硅片直接成型的方法及其装置。该方法具体是：利用内部压力可控的坩埚，将已经熔化的硅液铸压到特定的铸模模腔内；定向凝固块的温度低于硅的熔点温度；硅液在定向凝固块的过冷度驱动下开始从上向下定向凝固并吸附在定向凝固块形成面上；该形成面具有精细的绒面结构，可控形核，生长出的晶粒尺寸小且均匀；凝固完成后，取出带有吸附硅片的定向凝固块；调节定向凝固块腔内的压力和温度将取出的硅片释放。本发明专利技术采用具有精细绒面结构的形成面生长硅片，替代复杂的湿法制绒工艺，减少了传统制造硅片的工艺流程，提高了硅材料的利用率，有效的降低了太阳能电池的制造成本。

A method and device for direct forming of polycrystalline silicon sheet

The invention is a method and a device for direct forming of a polycrystalline silicon sheet. The specific method is: the crucible by internal pressure controlled, the molten silicon has melted the casting mold cavity to specific temperature; directional solidification block temperature below the melting point of silicon; silicon fluid in directional solidification block undercooling driven from downward directional solidification and adsorption surface in directional solidification block on the formation of a mask; fine textured, controlled nucleation, grain size growth of the small and uniform; solidification is completed, remove the directional solidification of silicon block with adsorption; adjusting directional solidification block cavity pressure and temperature will remove the silicon release. The invention adopts the wafer growth wafer with fine textured structure to replace the complex wet process technology, reduces the traditional manufacturing process of silicon wafer, improves the utilization ratio of silicon materials, and effectively reduces the manufacturing cost of solar cells.

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅片直接成型的方法及其装置
本专利技术涉及的是一种多晶硅片直接成型的方法，具体是将硅熔液从坩埚内部直接导出到特定的模腔内并在具有绒面结构的定向凝固块形成面上结晶成硅片。
技术介绍
多晶硅片是制造太阳能电池的重要组成部分，其质量直接影响太阳能电池的光电转化效率。多晶硅片的制造成本制约光伏产业的发展，因此提高多晶片的质量以及降低其制造成本是发展太阳能的必经之路。传统的制造定向凝固多晶硅装置如图4所示，图中，1.不锈钢外壳、2.隔热笼、3.加热器、4.氩气、5.熔体硅、6.晶体硅、7.石英坩埚、8.石墨托盘、9.定向凝固块、10.支架。该装置采用自下向上定向凝固，方法是先让多晶硅料在坩埚内融化，通过坩埚底部降温，定向凝固形成多晶硅铸锭，利用金刚线或砂浆线切割多晶硅锭形成多晶硅片，再进行清洗制绒工艺形成制作太阳能电池所需的多晶硅片。首先由于凝固过程中熔体底部和侧面都与坩埚接触，致使凝固从侧面底部都有发生，其次凝固开始缺乏诱导，凝固开始时晶粒取向就不同。最终导致存在着晶粒取向不一致的不足。该方法得到的硅片晶粒尺寸比较大，且不均匀，结晶取向不一致。而且在其制造过程中有很多坩埚和硅料的浪费本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅片直接成型的方法，其特征为该方法包括如下步骤：第一步，原料的加入将多晶硅原料加入到所述的多晶硅片直接成型装置的坩埚中；第二步，原料的熔化将上述晶体生长炉抽真空至1.33×10

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅片直接成型的方法，其特征为该方法包括如下步骤：第一步，原料的加入将多晶硅原料加入到所述的多晶硅片直接成型装置的坩埚中；第二步，原料的熔化将上述晶体生长炉抽真空至1.33×10-4Pa～1.06×10-4Pa,启动加热器加热坩埚，在1785K-1835K，熔化坩埚中的硅料，当硅料完全融化后，保持温度20min-30min；同时设定定向凝固块腔内的温度为1685K-1690K，压强为1.33×10-4Pa～5.33×10-4Pa；第三步，硅液的导流然后向坩埚内通氩气，使坩埚内气压在1.63×105Pa～1.83×105Pa，坩埚内的硅溶液在毛细作用和气体压力下通过导流管流入到上部的铸模模腔的容纳盒内；第四步，定向凝固硅液填满容纳盒后，容纳盒顶部的溢流孔有硅液从硅液溢流口流出，此时降低上部定向凝固块腔内的温度和压强，使定向凝固块腔内温度1073K～1290K,压强1.33×10-4Pa～1.06×10-4Pa，则模腔内的硅液从上往下定向凝固；第五步，提取定向凝固块当降低到设定的温度和压力后10~30秒后，模腔内的硅液完全凝固后，取出底部吸附有多晶硅片的定向凝固块；第六步，释放以及切割硅片将定向凝固块腔内的压强调至1.46×107Pa～1.66×107Pa，温度调至1480K～1500K，此时硅片在腔内压力的作用下被释放，然后使用激光切割硅片边缘部分，即可制得一种直接成型的多晶硅片。2.一种多晶硅片直接成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪建，张迎新，王佳，王龙轩，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12