籽晶铺设方法、铸锭单晶硅的生产方法和铸锭单晶硅技术

本申请实施例提供了一种籽晶铺设方法，包括：提供坩埚，在所述坩埚的底部铺设籽晶层，其中，籽晶层由多个第一籽晶和多个第二籽晶间隔拼接形成，任意相邻两个所述第一籽晶之间设有一个所述第二籽晶，任意相邻两个所述第二籽晶之间设有一个所述第一籽晶，所述第一籽晶和所述第二籽晶的生长面晶向相同，侧面晶向不同；第一籽晶和所述第二籽晶均为重掺单晶，重掺单晶的掺杂元素包括硼、镓、磷和锗中的至少一种籽晶铺设方法。一种生长高质量铸锭单晶的籽晶制备方法。该籽晶铺设方法中铺设的籽晶层，可以抑制热冲击产生的位错及显著减少引晶过程中产生的位错源，有利于生产位错极低的铸锭单晶硅。本申请还提供了铸锭单晶硅的生产方法和铸锭单晶硅。

【技术实现步骤摘要】
籽晶铺设方法、铸锭单晶硅的生产方法和铸锭单晶硅
本申请涉及多晶硅铸锭
，特别是涉及一种籽晶铺设方法、铸锭单晶硅的生产方法和铸锭单晶硅。
技术介绍
晶体硅片在光伏发电
具有重要应用前景，并且，单晶硅、类单晶硅具有高效率的优势。现有采用直拉法得到的单晶硅具有缺陷密度低、光电转换效率高的特点，但是直拉法具有产率低、成本高等缺点，与市场发展要求低成本相背。而采用铸锭单晶技术具有成本低的优点，但得到的铸锭单晶硅在引晶过程中易产生位错源，进而导致后续晶体位错增殖，或形成多晶晶界；以致单晶面积比例下降，硅片形成大量的缺陷，严重影响太阳能电池的光电转换效率和使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种籽晶铺设方法、铸锭单晶硅的生产方法和铸锭单晶硅，该籽晶铺设方法中铺设的籽晶层，可以抑制热冲击产生的位错及显著减少引晶过程中产生的位错源，有利于生产位错极低的铸锭单晶硅。第一方面，本申请提供了一种籽晶铺设方法，包括：提供坩埚，在所述坩埚的底部铺设籽晶层，其中，所述籽晶层由多个第一籽晶和多个第二籽晶间隔拼接形成，任意相邻两个所述第一籽晶之间设有一个所述第二籽晶，任意相邻两个所述第二籽晶之间设有一个所述第一籽晶，所述第一籽晶和所述第二籽晶的生长面晶向相同，侧面晶向不同；所述第一籽晶和所述第二籽晶均为重掺单晶，所述重掺单晶的掺杂元素包括硼、镓、磷和锗中的至少一种。本申请实施方式中，所述第一籽晶和所述第二籽晶的电阻率为0.3-0.5ohm-cm。本申请实施方式中，所述第一籽晶和所述第二籽晶的侧面晶向夹角为5-90°。本申请实施方式中，所述掺杂元素在所述重掺单晶中的原子数量浓度为1×1018-1×1019atoms/cm3。本申请实施方式中，所述第一籽晶与所述第二籽晶的生长面晶向为<100>、<011>或<111>。本申请实施方式中，所述籽晶层的厚度为10-30mm。第二方面，本申请提供了一种铸锭单晶硅的生产方法，包括：按本申请第一方面所述的籽晶铺设方法在坩埚中形成籽晶层；在所述籽晶层上方填装硅料，加热使所述坩埚内所述硅料熔化成硅熔体；待所述籽晶层未完全融化时，调节热场形成过冷状态，使所述硅熔体在所述籽晶层基础上开始长晶；待全部所述硅熔体结晶完后，经退火冷却得到铸锭单晶硅。本申请实施方式中，在所述籽晶层上方填装硅料过程中，还包括添加硼母合金，所述硼母合金的浓度范围为1×1016-1×1017atoms/cm3。本申请实施方式中，所述长晶过程中的温度为1410-1440℃。第三方面，本申请还提供了一种由本申请第二方面所述铸锭单晶硅的生产方法生产的铸锭单晶硅。本申请的有益效果包括：1、本申请所述的籽晶铺设方法，通过在坩埚底部铺设由重掺单晶材质的第一籽晶和第二籽晶间隔拼接的籽晶层，且设置相邻第一籽晶和第二籽晶采用相同生长面晶向和不同的侧面晶向，以形成一个可以在铸锭过程中能显著减少位错源，有利于生产位错极低铸锭单晶硅的籽晶层。2、本申请所述的铸锭单晶硅的生产方法，利用前面所述铺设的籽晶层，并采用半熔法制备得到铸锭单晶硅；整个铸锭过程中无需缩颈技术，铸锭方法简单、成本低，生产得到的铸锭单晶硅位错低，良品率高，显著提高铸锭单晶硅的质量。由所述生产方法生产的铸锭单晶硅的硅片缺陷少，在太阳能电池应用的光电转换效率高和使用寿命长。本申请的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本申请实施例的实施而获知。附图说明为更清楚地阐述本申请的内容，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。图1为本申请一实施例提供的籽晶铺设过程中坩埚的截面结构示意图；图2为本申请一实施例提供的坩埚中籽晶层的俯视示意图；图3为本申请一实施例铸锭单晶硅生产过程中坩埚的截面结构示意图；图4为本申请一实施例1提供的坩埚中籽晶层的俯视示意图；图5为本申请一实施例提供的铸锭单晶硅块的少子寿命分布图；图6为本申请一实施例提供的传统硅块的少子寿命分布图。具体实施方式以下所述是本申请实施例的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请实施例的保护范围。本申请说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。若无特别说明，本申请实施例所采用的原料及其它化学试剂皆为市售商品。一并参见图1和图2，本申请一实施例提供了一种籽晶铺设方法，包括：提供坩埚10，在所述坩埚10的底部11铺设籽晶层20，其中，所述籽晶层20由多个第一籽晶21和多个第二籽晶22间隔拼接形成，任意相邻两个所述第一籽晶21之间设有一个所述第二籽晶22，任意相邻两个所述第二籽晶22之间设有一个所述第一籽晶21，所述第一籽晶21和所述第二籽晶22的生长面晶向相同，侧面晶向不同；所述第一籽晶21和所述第二籽晶22均为重掺单晶，所述重掺单晶的掺杂元素包括硼(B)、镓(Ga)、磷(P)和锗(Ge)中的至少一种。本申请实施方式中，所述多个第一籽晶21和多个第二籽晶22间隔拼接是指第一籽晶21的相邻的位置设置第二籽晶22，第二籽晶22的相邻的位置设置第一籽晶21。可选地，所述第一籽晶和所述第二籽晶沿平行于坩埚底部方向上的截面形状为矩形、三角形和正多边形中的至少一种，其中，正多边形是指5-8条边数的正多边形。进一步地，可选地，所述第一籽晶和所述第二籽晶沿平行于坩埚底部方向上的截面形状为正方形或成方形。当第一籽晶沿平行于坩埚底部方向上的截面形状为正方形时，所述第二籽晶的截面形状也为正方形；且第一籽晶的四边相邻位置都为第二籽晶，第二籽晶的四边相邻位置都为第一籽晶。本申请实施方式中，所述籽晶层中，多个第一籽晶和多个第二多晶硅片接近于无缝拼接，参见图2。所述籽晶层中，在垂直于所述坩埚底部的方向上没有贯通的缝隙，以降低缝隙对后续铸锭产品质量的影响。所述任意相邻第一籽晶和第二籽晶的间距可以基于实际需求进行调节，其至少满足在高温下能防止第一籽晶和第二籽晶之间的热胀挤压。一实施方式中，所述任意相邻第一籽晶和第二籽晶的间距为0.1-0.2mm。另一实施方式中，所述任意相邻第一籽晶和第二籽晶的间距为0.15-0.2mm。本申请实施方式中，所述第一籽晶和所述第二籽晶均为低阻籽晶，具有很低范围的电阻率。由低电阻率的第一籽晶和第二籽晶拼接的籽晶层，其有利于进一步减少后续铸锭过程中的位错源，有利于生产质量更出众的铸锭单晶硅。可选地，所述第一籽晶和所述第二籽晶的电阻率为0.3-0.5oh本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种籽晶铺设方法，其特征在于，包括：/n提供坩埚，在所述坩埚的底部铺设籽晶层，其中，所述籽晶层由多个第一籽晶和多个第二籽晶间隔拼接形成，任意相邻两个所述第一籽晶之间设有一个所述第二籽晶，任意相邻两个所述第二籽晶之间设有一个所述第一籽晶，所述第一籽晶和所述第二籽晶的生长面晶向相同，侧面晶向不同；所述第一籽晶和所述第二籽晶均为重掺单晶，所述重掺单晶的掺杂元素包括硼、镓、磷和锗中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种籽晶铺设方法，其特征在于，包括：
提供坩埚，在所述坩埚的底部铺设籽晶层，其中，所述籽晶层由多个第一籽晶和多个第二籽晶间隔拼接形成，任意相邻两个所述第一籽晶之间设有一个所述第二籽晶，任意相邻两个所述第二籽晶之间设有一个所述第一籽晶，所述第一籽晶和所述第二籽晶的生长面晶向相同，侧面晶向不同；所述第一籽晶和所述第二籽晶均为重掺单晶，所述重掺单晶的掺杂元素包括硼、镓、磷和锗中的至少一种。


2.如权利要求1所述的籽晶铺设方法，其特征在于，所述第一籽晶和所述第二籽晶的电阻率为0.3-0.5ohm-cm。


3.如权利要求1所述的籽晶铺设方法，其特征在于，所述第一籽晶和所述第二籽晶的侧面晶向夹角为5-90°。


4.如权利要求1所述的籽晶铺设方法，其特征在于，所述掺杂元素在所述重掺单晶中的原子数量浓度为1×1018-1×1019atoms/cm3。


5.如权利要求1所述的籽晶铺设方法，其特征在于，所述第一籽晶与所述第二籽晶的生长面晶向为<...

【专利技术属性】
技术研发人员：何亮，罗鸿志，雷奇，毛伟，周成，徐云飞，李建敏，程小娟，邹贵付，甘胜泉，陈仙辉，
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