一种硅单晶及其制备方法、硅片、太阳能电池和组件技术

本发明专利技术提供一种硅单晶，含有磷和镓，硅单晶含有磷和镓部分的单位长度轴向电阻率的变化量为0

【技术实现步骤摘要】
一种硅单晶及其制备方法、硅片、太阳能电池和组件


[0001]本专利技术属于光伏
，尤其是涉及一种硅单晶及其制备方法、硅片、太阳能电池和组件。

技术介绍

[0002]现有技术中，掺镓单晶相比掺硼单晶具有低光衰的优势，推动了市场对掺镓单晶的需求，但由于Ga的分凝系数极小(Ga：0.008，B：0.8)，同样的棒长下，电阻率分布更加宽泛。
[0003]目前行业内普遍使用固相掺杂的方式进行掺杂，此掺杂方法在拉晶过程中补偿掺杂无法满足单晶品质的要求，电阻率可控度极低，且无法持续补偿，拉制的单晶棒长较短，降低生产效率。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提供一种硅单晶及其制备方法、硅片、太阳能电池和组件，以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种硅单晶，含有磷和镓，硅单晶含有磷和镓部分的单位长度轴向电阻率的变化量为0
‑
0.3Ω
·
cm/m；
[0006]沿硅单晶头部至尾部方向，硅单晶的头部的磷浓度低于尾部的磷浓度。
[0007]进一步的，硅单晶中含有的磷浓度为1E12
‑
1E19 atoms/cm3。
[0008]进一步的，硅单晶中含有的镓浓度为1E12
‑
1E19 atoms/cm3。
[0009]进一步的，硅单晶含有磷和镓部分的单位长度轴向电阻率的变化量为0
‑
0.1Ω
·r/>cm/m。
[0010]进一步的，硅单晶含有磷和镓部分的电阻率为定值，定值为0.4
‑
0.9Ω
·
cm，优选为0.5
‑
0.7Ω
·
cm。
[0011]进一步的，沿硅单晶头部至尾部方向，硅单晶中磷的浓度逐渐增加。
[0012]进一步的，硅单晶中磷的浓度以直线或曲线的方式逐渐增加。
[0013]进一步的，沿硅单晶头部至尾部方向，硅单晶的头部的镓浓度低于尾部的镓浓度。
[0014]进一步的，沿硅单晶头部至尾部方向，硅单晶中镓的浓度逐渐增加。
[0015]进一步的，硅单晶中镓的浓度以曲线的方式逐渐增加。
[0016]一种硅单晶的制备方法，在拉制掺镓单晶的过程中，通入含磷元素的气体，制备硅单晶；
[0017]沿着硅单晶的生长方向，含磷元素的气体的流量增加。
[0018]进一步的，含磷元素的气体在稳温阶段、等径阶段或位于稳温阶段与等径阶段之间的阶段通入。
[0019]进一步的，含磷元素的气体为含有磷烷的保护气体；
[0020]优选的，保护气体包括氩气；
[0021]优选的，磷烷的浓度为5E+19
‑
5E+20atoms/cm3；
[0022]优选的，磷烷的流量为1
‑
3600ml/min，保护性气体的流量为10
‑
20L/min。
[0023]进一步的，含有磷元素的气体持续通入，直至等径阶段结束，停止通入；
[0024]或，含有磷元素的气体持续通入，直至收尾阶段结束，停止通入。
[0025]进一步的，硅单晶的长度沿着N个区间依次增长，同一区间内含磷元素的气体的流量相同，不同区间通入的含磷元素的气体的流量不同，第N个区间通入的含磷元素的气体的流量大于第N
‑
1个区间通入的含磷元素的气体的流量。
[0026]一种硅单晶，采用上述的硅单晶的制备方法制备，硅单晶含有磷和镓部分的单位长度轴向电阻率的变化量为0
‑
0.3Ω
·
cm/m，沿硅单晶头部至尾部方向，硅单晶的头部的磷浓度低于尾部的磷浓度。
[0027]一种单晶硅片，由上述的硅单晶切割制备而成。
[0028]一种太阳能电池，包括上述的单晶硅片。
[0029]一种太阳能电池组件，包括上述的太阳能电池。
[0030]由于采用上述技术方案，掺镓单晶在拉制的过程中，使用气相掺杂的方式进行磷元素的掺杂，使得制备的单晶具有镓和磷，且含磷元素的气体在通入的过程中流量逐渐增加，使得硅单晶沿着头部至尾部方向，磷的浓度逐渐增加，且硅单晶的含有磷和镓部分的单位长度轴向电阻率的变化量较小，有效抑制电阻率衰减，单晶电阻率均匀性好，此方法可实现在硅单晶生产过程中持续补掺杂质，增加单晶棒长，提高生产效率。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的实施例一中的掺镓单晶电阻率与掺磷镓单晶电阻率随单晶长度增加的变化趋势图；
[0032]图2是本专利技术的实施例二中的掺镓单晶电阻率与掺磷镓单晶电阻率随单晶长度增加的变化趋势图；
[0033]图3是本专利技术的实施例三中的掺镓单晶电阻率与掺磷镓单晶电阻率随单晶长度增加的变化趋势图；
[0034]图4是本专利技术的实施例四中的掺镓单晶电阻率与掺磷镓单晶电阻率随单晶长度增加的变化趋势图；
[0035]图5是本专利技术的实施例六中的掺镓单晶电阻率与掺磷镓单晶电阻率随单晶长度增加的变化趋势图；
[0036]图6是本专利技术的一些实施例的单晶中磷浓度和镓浓度的变化趋势图；
[0037]图7是本专利技术的实施例一至实施例四中的磷烷流量随单晶长度的增加的变化趋势图；
[0038]图8是本专利技术的实施例五中的磷烷流量随单晶长度的增加的变化趋势图；
[0039]图9是本专利技术的实施例六中的磷烷流量随单晶长度的增加的变化趋势图；
[0040]图10是本专利技术的实施例六的单晶中的磷浓度随单晶长度的增加的变化趋势图。
具体实施方式
[0041]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0042]本专利技术的一些实施例涉及一种硅单晶及其制备方法、硅片、太阳能电池和组件，在掺镓单晶拉制的过程中，进行磷元素的掺镓，进行硅单晶的制备；在磷元素掺杂的过程中，采用气相持续掺杂，有效抑制电阻率衰减，保证掺杂剂补偿的持续性，增加单晶棒长，提高生产效率。
[0043]一种硅单晶，含有磷和镓，硅单晶含有磷和镓部分的单位长度轴向电阻率的变化量为0
‑
0.3Ω
·
cm/m，该单位长度轴向电阻率的变化量可以是0Ω
·
cm/m、0.05Ω
·
cm/m、0.1Ω
·
cm/m、0.15Ω
·
cm/m、0.2Ω
·
cm/m、0.25Ω
·
cm/m或0.3Ω
·
cm/m。单位长度轴向电阻率的变化量说明了单晶的轴向电阻率的衰减程度，该单位长度轴向电阻率的变化量越小，则单晶的轴向电阻率的衰减越慢，单晶的轴向电阻率越均匀。
[0044]沿硅单晶头部至尾部方向，硅单晶的头部的磷浓度低于尾部的磷浓度，单晶轴向电阻率衰减缓慢，电阻率的均匀性好。
[0045]硅单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅单晶，含有磷和镓，其特征在于：所述硅单晶含有磷和镓部分的单位长度轴向电阻率的变化量为0
‑
0.3Ω
·
cm/m；沿硅单晶头部至尾部方向，所述硅单晶的头部的磷浓度低于尾部的磷浓度。2.根据权利要求1所述的硅单晶，其特征在于：所述硅单晶中含有的磷浓度为1E12
‑
1E19atoms/cm3。3.根据权利要求1或2所述的硅单晶，其特征在于：所述硅单晶中含有的镓浓度为1E12
‑
1E19atoms/cm3。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的硅单晶，其特征在于：所述硅单晶含有磷和镓部分的单位长度轴向电阻率的变化量为0
‑
0.1Ω
·
cm/m。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的硅单晶，其特征在于：所述硅单晶含有磷和镓部分的电阻率为定值，所述定值为0.4
‑
0.9Ω
·
cm，优选为0.5
‑
0.7Ω
·
cm。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的硅单晶，其特征在于：沿硅单晶头部至尾部方向，所述硅单晶中磷的浓度逐渐增加。7.根据权利要求6所述的硅单晶，其特征在于：所述硅单晶中磷的浓度以直线或曲线的方式逐渐增加。8.根据权利要求1
‑
7任一项所述的硅单晶，其特征在于：沿硅单晶头部至尾部方向，所述硅单晶的头部的镓浓度低于尾部的镓浓度。9.根据权利要求8所述的硅单晶，其特征在于：沿硅单晶头部至尾部方向，所述硅单晶中镓的浓度逐渐增加。10.根据权利要求9所述的硅单晶，其特征在于：所述硅单晶中镓的浓度以曲线的方式逐渐增加。11.一种硅单晶的制备方法，其特征在于：在拉制掺镓单晶的过程中，通入含磷元素的气...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志，刘有益，王林，沈浩平，张雪囡，高利强，程立波，钟旭，阿古达木，
申请(专利权)人：内蒙古中环协鑫光伏材料有限公司，
类型：发明
国别省市：