一种类单晶晶体硅锭的制作方法和多晶硅铸锭炉技术

本发明专利技术提供了一种类单晶晶体硅锭的制作方法，包括：对铺设在一容器底部的籽晶层和位于所述籽晶层上方的硅料进行加热，使所述硅料完全熔化，并使所述籽晶层部分熔化，形成液态硅层，且未熔化的部分籽晶层保持为固态，在类单晶生长时，控制所述容器内的热场，使所述籽晶层内的籽晶间拼缝处的温度高于籽晶区域的温度，籽晶区域的晶体优先向拼缝处生长，并且籽晶处的晶体生长速度大于拼缝处的晶体生长速度，则抑制了拼缝处多晶的生长，使得拼缝处的晶向可控，并且拼缝处的晶向与籽晶晶向保持一致，减少了位错的产生，进而提高了类单晶硅太阳能电池的转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种类单晶晶体娃锭的制作方法和多晶娃铸锭炉
:本专利技术涉及太阳电池制造
，尤其涉及一种类单晶晶体硅锭的制作方法和多晶硅铸锭炉。
技术介绍
:太阳能电池可以将光能转换为电能，是现代节能社会发展的一个重点。根据基体材料的不同，现有的太阳能电池主要分为多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池。其中，单晶硅太阳能电池的转化效率高，但生产成本也高，多晶硅太阳能电池的生产成本也低，但其转化效率较低。为了综合上述多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池优点，出现了一种类单晶太阳能电池。类单晶硅是结合单晶硅和多晶硅双重优势的一种新产品，它采用类似多晶硅锭的低成本铸造方法制成，即首先在坩埚底部铺设一定厚度的籽晶层，并在籽晶层上方堆放硅料；对坩埚加热，使所述硅料完全熔化成液态，并使籽晶层部分熔化，其余部分的籽晶层仍保持固态，固态籽晶层用于引导后续生长成为具有与籽晶相同晶体学取向的硅晶体；通过控制炉内的温度变化，形成垂直于坩埚底部的纵向温度梯度，对硅料溶液进行自下而上的冷却，实现晶体的定向生长。 但是，上述方法现生产得到的类单晶晶体硅锭存在高密度的位错，甚至在籽晶拼缝处会生长出多晶硅，降低了类单晶硅太阳能电池的转化效率。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种类单晶晶体硅锭的制作方法和多晶硅铸锭炉，以减少类单晶晶体硅锭内的位错，并抑制籽晶拼缝处多晶的生长，进而提高类单晶硅太阳能电池的转换效率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案:一种类单晶晶体硅锭的制作方法，包括:对铺设在一容器底部的籽晶层和位于所述籽晶层上方的硅料进行加热，使所述硅料完全熔化，并使所述籽晶层部分熔化，形成液态硅层，且未熔化的部分籽晶层保持为固态；在类单晶生长时，控制所述容器内的热场，使所述籽晶层内的籽晶间拼缝处温度高于籽晶区域的温度。一种多晶硅铸锭炉，用于类单晶晶体硅锭的制作，包括用于支撑籽晶和硅料的承载容器的底板，所述底板表面与籽晶间拼缝对应的位置处的热导率低于其他位置处的热导率。优选的，所述底板包括:底板主体和控温部件，所述控温部件与籽晶间拼缝位置相对应，且所述控温部件的热导率低于底板主体的热导率。优选的，所述底板主体的热导率为IOW/ (m ? K)~1000W/ (m ? K)。优选的，所述控温部件的热导率为0.01ff/ (m ? K)飞OW/ (m ? K)。优选的，所述温控部件围成多个尺寸相同的矩形，且所述矩形以阵列方式排布在所述底板主体上。优选的，所述底板主体为一平板结构。优选的，所述底板主体表面设置有凹槽。优选的，所述凹槽的深度为lmnT30mm,所述凹槽的宽度为2mnT80mm。优选的，所述控温部件设置在所述凹槽内，且所述温控部件填满所述凹槽。优选的，所述温控部件直接贴合在所述底板主体表面上。优选的,所述温控部件的厚度为lmnT20mm,所述温控部件的宽度为2mnT80mm。优选的，所述底板主体内设置有通透槽，所述通透槽贯穿所述底板主体。优选的，所述温控部件设置在所述通透槽内。优选的,所述多晶娃铸锭炉优选的,还包括:保温板，所述保温板围成一保温腔；冷却铜板，所述冷却铜板位于保温腔的底部；底部加热器，所述底部加热器位于冷却铜板上方；热交换台，所述热交换台位于所述底部加热器的上方，且所述热交换台上方设置有底板；娃料盛载容器,所述娃料盛载容器用于盛放娃料和籽晶，所述娃料盛载容器外围设置有防护板，且所述硅料盛载容器和防护板位于底板上方；顶部加热器，所述顶部加热器位于保温腔的顶部。[0031 ] 本专利技术所提供的技术方案中，在类单晶晶体硅生长时，控制所述容器内的热场，使所述籽晶层内的籽晶间拼缝处温度高于籽晶区域的温度，籽晶区域的晶体优先向拼缝处生长，并且籽晶处的晶体生长速度大于拼缝处的晶体生长速度，则抑制了拼缝处多晶的生长，使得拼缝处的晶向可控，并且拼缝处的晶向与籽晶晶向保持一致，减少了位错的产生，进而提高了类单晶硅太阳能电池的转化效率。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种多晶娃铸淀炉底板结构不意图；图2为本专利技术实施例提供的一种多晶娃铸淀炉底板首I]面图；图3为本专利技术实施例提供的另一种多晶娃铸淀炉底板首I]面图；图4为本专利技术实施例提供的又一种多晶娃铸锭炉底板剖面图；图5为本专利技术实施例提供的一种多晶硅铸锭炉结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。正如
技术介绍
部分所述，现有的类单晶晶体硅锭存在高密度的位错，甚至在籽晶拼缝处会生长出多晶硅，降低了类单晶硅太阳能电池的转化效率。专利技术人研究发现，生长类单晶时，在坩埚底部铺设籽晶，由于籽晶比坩埚底部面积小，需要多块籽晶拼接形成籽晶层，这样籽晶之间就不可避免的存在了缝隙。由于生长工艺中需要保持籽晶为固态，因此籽晶上下部存在较大的温度梯度。在现有的热场中，坩埚被放置在温度均匀的底板上，初始结晶时，由于籽晶拼缝的存在，硅液容易流到缝隙中，并在过冷的情况下优先成核。所以拼缝处容易产生高密度的位错，甚至长出多晶。在后续的生长过程中，位错将不断增殖，多晶区域也有横向生长的趋势，侵占单晶硅区域的生长空间，严重影响晶体的质量，最终降低类单晶硅太阳能电池的转化效率。本专利技术公开了一种类单晶晶体硅锭的制作方法，包括:对铺设在一容器底部的籽晶层和位于所述籽晶层上方的硅料进行加热，使所述硅料完全熔化，并使所述籽晶层部分熔化，形成液态硅层，且未熔化的部分籽晶层保持为固态；在类单晶生长时，控制所述容器内的热场，使所述籽晶层内的籽晶间的拼缝处温度高于籽晶区域的温度。由上述方案可以看出，在类单晶晶体硅生长时，控制所述容器内的热场，使所述籽晶层内的籽晶间拼缝处的温度高于籽晶区域的温度，籽晶区域的晶体优先向拼缝处生长，并且籽晶处的晶体生长速度大`于拼缝处的晶体生长速度，则抑制了拼缝处多晶的生长，使得拼缝处的晶向可控，并且拼缝处的晶向与籽晶晶向保持一致，减少了位错的产生，进而提高了类单晶硅太阳能电池的转化效率。以上是本申请的核心思想，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术实施例公开了一种类单晶晶体硅锭的制作方法，包括:在一容器底部铺设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种类单晶晶体硅锭的制作方法，其特征在于，包括：对铺设在一容器底部的籽晶层和位于所述籽晶层上方的硅料进行加热，使所述硅料完全熔化，并使所述籽晶层部分熔化，形成液态硅层，且未熔化的部分籽晶层保持为固态；在类单晶生长时，控制所述容器内的热场，使所述籽晶层内的籽晶间拼缝处温度高于籽晶区域的温度。

【技术特征摘要】
1.一种类单晶晶体硅锭的制作方法，其特征在于，包括: 对铺设在一容器底部的籽晶层和位于所述籽晶层上方的硅料进行加热，使所述硅料完全熔化，并使所述籽晶层部分熔化，形成液态硅层，且未熔化的部分籽晶层保持为固态； 在类单晶生长时，控制所述容器内的热场，使所述籽晶层内的籽晶间拼缝处温度高于籽晶区域的温度。2.一种多晶硅铸锭炉，用于类单晶晶体硅锭的制作，包括用于支撑籽晶和硅料的承载容器的底板，其特征在于，所述底板表面与籽晶间拼缝对应的位置处的热导率低于其他位置处的热导率。3.根据权利要求2所述多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述底板包括: 底板主体和控温部件，所述控温部件与籽晶间拼缝位置相对应，且所述控温部件的热导率低于底板主体的热导率。4.根据权利要求3所述多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述底板主体的热导率为IOW/(m ? K)1000ff/ (m ? K)。5.根据权利要求3所述多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述控温部件的热导率为0.01ff/(m ? K)~50W/ (m ? K)。6.根据权利要求3所述多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述温控部件围成多个尺寸相同的矩形，且所述矩形以阵列方式排布在所述底板主体上。7.根据权利要求3所述多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述底板主体为一平板结构。8.根据权利要求7所述多晶硅铸锭炉，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志东，王朋，翟蕊，李娟，
申请(专利权)人：浙江昱辉阳光能源有限公司，
类型：发明
国别省市：