多晶硅铸锭的制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种多晶硅铸锭的制备方法，该方法包括以下步骤：S1、提供一坩埚，并在坩埚内壁上第一区域内涂覆氮化硅涂层，在坩埚内壁上位于第一区域上方的第二区域内不进行氮化硅涂层的涂覆；S2、在上述坩埚涂有氮化硅涂层的第一区域内放置多晶硅料，然后提供一具有镀层的盖板盖在坩埚上；S3、将装有多晶硅料的坩埚放置于一定向凝固铸锭炉中抽真空，然后加热使所述多晶硅料熔化进入长晶阶段；S4、进入长晶阶段后调节控温热电偶的温度和侧部隔热笼向上移动的速率，使热量向下辐射而使熔硅在竖直向上的温度梯度下自下向上生长；S5、待所述熔硅结晶完后经退火和冷却形成多晶硅铸锭。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术揭示了一种，该方法包括以下步骤：S1、提供一坩埚，并在坩埚内壁上第一区域内涂覆氮化硅涂层，在坩埚内壁上位于第一区域上方的第二区域内不进行氮化硅涂层的涂覆；S2、在上述坩埚涂有氮化硅涂层的第一区域内放置多晶硅料，然后提供一具有镀层的盖板盖在坩埚上；S3、将装有多晶硅料的坩埚放置于一定向凝固铸锭炉中抽真空，然后加热使所述多晶硅料熔化进入长晶阶段；S4、进入长晶阶段后调节控温热电偶的温度和侧部隔热笼向上移动的速率，使热量向下辐射而使熔硅在竖直向上的温度梯度下自下向上生长；S5、待所述熔硅结晶完后经退火和冷却形成多晶硅铸锭。【专利说明】
本专利技术属于太阳能光伏发电硅片制造
，具体涉及一种碳含量较低的。
技术介绍
目前，提升太阳能电池效率的研究多集中在电池制作工艺的改良及高效电池结构的设计，前者如BSF技术,后者如三洋的HIT(Hetero junction with intrinsic Thinlayer结构，即在P型氢化非晶娃和η型氢化非晶娃与η型娃衬底之间增加一层非掺杂(本征)氢化非晶硅薄膜)结构电池，尽管可以制作出效率高出一般商用化产品的电池，但因制程过于复杂、成本过高，而难以大规模推广。如何以较低的成本制备出高效率的太阳能电池成为行业研究的热点。除电池工艺因素外，传统多晶硅片的碳含量较高，一方面造成硅片内位错密度增大，导致转换效率的下降；另一方面，碳含量增加后硅片脆性增加，使得硅片加工及电池片制作过程中产生大量碎片，这是造成成本损失的主要原因。其中，石英坩埚与碳材料之间的化学反应被看作为碳杂质的一个重要来源。当C与SiO2接触时,会很快形成SiO气体；当炉内氧含量较多时，固液界面处也会蒸发出来较多的SiO气体；SiO气体上升与C/C盖板发生反应生成CO，CO被氩气重新运送回固液界面，然后溶解于熔硅内。最后，C原子被容纳于硅晶体中。当熔硅中的C含量超过硅的溶解度时，C会与Si反应以SiC的形式析出，形成硬质点，包裹于硅锭中；另外，SiC容易在Si3N4颗粒上形核沉积并长大，生长成铸锭内部的有咅杂质。 因此，有必要提供一种改进的以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳含量较低的高品质。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种，该方法包括以下步骤: 51、提供一坩埚，并在坩埚内壁上第一区域内涂覆氮化硅涂层，在坩埚内壁上位于第一区域上方的第二区域内不进行氮化硅涂层的涂覆； 52、在上述坩埚涂有氮化硅涂层的第一区域内放置多晶硅料，然后提供一具有镀层的盖板盖在樹祸上； 53、将装有多晶硅料的坩埚放置于一定向凝固铸锭炉中抽真空，然后加热使所述多晶硅料熔化进入长晶阶段； 54、进入长晶阶段后调节控温热电偶的温度和侧部隔热笼向上移动的速率，使热量向下辐射而使熔硅在竖直向上的温度梯度下自下向上生长； 55、待所述溶娃结晶完后经退火和冷却形成多晶娃铸徒。作为本专利技术的进一步改进，S3步骤中还包括设置定向凝固铸锭炉的炉压和进气量，保证硅料在一定炉压和进气量下完成熔化和长晶阶段。作为本专利技术的进一步改进，所述炉压为40-60mbar，进入定向凝固铸锭炉的气体为氩气，进气量为45-50SLPM。作为本专利技术的进一步改进，SI步骤中涂覆的氮化硅涂层沿坩埚高度方向分为位于下侧的第一区氮化硅涂层和位于第一区氮化硅涂层上侧的第二区氮化硅涂层，其中所述第二区氮化硅涂层的涂覆厚度小于第一区氮化硅涂层的涂覆厚度。作为本专利技术的进一步改进，SI步骤中氮化硅的纯度为99.999%，氮化硅涂层的厚度为 50_70um。作为本专利技术的进一步改进，SI步骤中坩埚内壁的第二区域为第一区域上缘至坩埚内壁的顶边缘之间的区域，并且第一区域和第二区域的高度根据装料量确定，其中在装料量为500-520Kg时，所述第二区域的高度为8cm ;在装料量为450_500Kg时，所述第二区域的高度为10-12cm。作为本专利技术的进一步改进，所述盖板上的镀层为难熔金属、或者SiC、或者Si3N4镀层。作为本专利技术的进一步改进，S3步骤中所述多晶硅熔化的温度控制在1530_1550°C。作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中所述控温热电偶的温度调节范围为1400-1430°C。作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中所述侧部隔热笼向上移动的速率为0.5-0.6cm/h。作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中所述侧部隔热笼的最高移动距离为15cm。与现有技术相比，本专利技术提供的一方面通过对坩埚装料的第一区域的内壁上涂覆一定厚度的氮化硅涂层，而在坩埚内壁上位于第一区域上方的第二区域不进行氮化硅涂层的涂覆，可有效防止坩埚内第一区域上方有涂层脱落至熔硅表面，由此可减少Si3N4含量，在一定程度上降低碳在熔硅中的溶解度，从而降低碳含量；另一方面使用表面有镀层的盖板，通过该镀层隔离SiO与C之间的反应，使得炉内气氛中的碳含量进一步降低。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的流程图； 图2是本专利技术制备多晶硅铸锭用坩埚内部涂层的示意图。【具体实施方式】以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。参图1所示为本专利技术的一【具体实施方式】。在本实施方式中，该方法包括以下步骤: S1、提供一坩埚，并在坩埚内壁上第一区域内涂覆氮化硅涂层，在坩埚内壁上位于第一区域上方的第二区域内不进行氮化硅涂层的涂覆。具体地，坩埚内壁的第二区域为第一区域上缘至坩埚内壁的顶边缘之间的区域，对坩埚内壁上部的第二区域使用纸隔板遮挡，然后在坩埚内壁上除第二区域外的第一区域喷涂5-7遍，使得坩埚内壁上部的第二区域无氮化硅涂层，其余装料的第一区域涂覆有一定厚度的氮化硅涂层；其中，氮化硅涂层按照坩埚内壁与熔硅的接触时间长短，将涂覆的氮化硅涂层沿坩埚高度方向又划分为两个区域:位于下侧的第一区氮化硅涂层和位于第一区氮化硅涂层上侧的第二区氮化硅涂层；因第一区氮化硅涂层与熔硅接触的时间最长，第二区氮化硅涂层与熔硅仅在化料和长晶初期接触，所以第二区氮化硅涂层的涂覆厚度小于第一区氮化硅涂层的涂覆厚度，亦即对第一区氮化硅涂层进行涂覆时相较第二区氮化硅涂层多喷涂几遍；所述的氮化硅为高纯氮化硅，其纯度为99.999% ;氮化硅涂层的厚度为50-70um。上述坩埚内壁的第一区域和第二区域的高度主要根据装料量确定，其中在装料量为500-520Kg时，所述第二区域的高度为8cm ;在装料量为450_500Kg时，所述第二区域的高度为10-12cm。S2、在上述坩埚涂有氮化硅涂层的第一区域内放置多晶硅料，然后提供一具有镀层的盖板盖在坩埚上。其中所述镀层为难熔金属镀层，该难熔金属镀层为钨、钥等，或者也可为SiC、Si3N4等镀层。该镀层可隔离SiO与C之间的反应，使得炉内气氛中的碳含量降低。S3、将装有多晶硅料的坩埚放置于一定向凝固铸锭炉中抽真空，然后加热使所述多晶硅料熔化进入长晶阶段。其中所述加热温度控制在1530-1550°C。具体地，该S3步骤还包括设置定向凝固铸锭炉的炉压和进气量，保证硅料在一定炉压和进气量下完成熔化和长晶阶段。其中所述炉压为40-60mbar，进入定向凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅铸锭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、提供一坩埚，并在坩埚内壁上第一区域内涂覆氮化硅涂层，在坩埚内壁上位于第一区域上方的第二区域内不进行氮化硅涂层的涂覆；S2、在上述坩埚涂有氮化硅涂层的第一区域内放置多晶硅料，然后提供一具有镀层的盖板盖在坩埚上；S3、将装有多晶硅料的坩埚放置于一定向凝固铸锭炉中抽真空，然后加热使所述多晶硅料熔化进入长晶阶段；S4、进入长晶阶段后调节控温热电偶的温度和侧部隔热笼向上移动的速率，使热量向下辐射而使熔硅在竖直向上的温度梯度下自下向上生长；S5、待所述熔硅结晶完后经退火和冷却形成多晶硅铸锭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞龙，许涛，翟传鑫，
申请(专利权)人：阿特斯中国投资有限公司，阿特斯光伏电力洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：