[发明专利]一种大直径低氧碳太阳能单晶硅片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏领域，具体涉及一种大直径低氧碳太阳能单晶硅片的制备方法。

背景技术

传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。

太阳能电池最基本的器件单晶硅片是目前光伏发电中应用最为广泛，效果最明显的产品。由于受单晶硅片生产技术及成本因素的制约，单晶硅片的直径难以突破8英寸这一大关，导致太阳能电池发电效率的提高长期以来一直徘徊不前。同时因单晶生产周期过长，硅片中的氧碳含量较高，对单晶硅片的电学性能造成很大负面影响，难以保证太阳能电池转换效率的提高和光致衰减的降低。

生产制备大直径、低氧碳含量的单晶硅片，能大幅度提高太阳能硅片电池的转换效率，有效控制电池的光衰减问题，不断延长太阳能电池的使用寿命，进而降低光伏发电成本，为光伏发电的产业化发展带来巨大的保障，为光伏发电的普及和应用创造更有利的条件。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种大直径低氧碳太阳能单晶硅片的制备方法，该方法突破了单晶硅片直径的限制，从目前的8英寸向12英寸发展；降低单晶硅片中氧碳元素的含量，提高单晶硅片的电学性能。

本发明所采用的技术方案：一种大直径低氧碳太阳能单晶硅片的制备方法，该方法包括以下步骤：

1、采用高纯多晶硅原料；

2、使用高纯涂层石英坩埚，最大限度阻隔氧元素的析出渗入熔硅中反应生产新的杂质；

3、在高纯氩气和高规格热场环境下生长硅单晶；

4、采用直拉式单晶炉制备大直径硅单晶；

5、对硅单晶进行切方、滚圆处理；

6、采用碱腐工艺去除单晶表面损伤层；

7、利用多线切割机，辅以切割线、碳化硅和切削液进行切片加工，生产出超过薄低氧碳的高效单晶硅片。

有益效果：本发明大直径单晶硅片的生产制备成品率达到92％以上，不低于小直径单晶硅片的成品率，在单晶制备及切割过程中因直径大而缩短了加工时间，降低了能耗，通过提高切割工艺降低了片厚，节省了大量的辅助材料，降低了成本，对环境的影响与小直径单晶硅片生产相比有所降低。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明：

本发明大直径低氧碳太阳能单晶硅片的制备方法包括两大步骤：

1、硅单晶制备：利用国产高效DRF90直拉单晶炉生产制备硅单晶，使用高纯度的大口径石英坩埚，一次装料多，投入国产优质多晶原料，纯度达到9N；在高纯氩气和高规格热场环境下生长硅单晶，采用国产高纯7N氩气，氧含量小于1.5ppma；保证单晶的电学性能指标与小直径相比有明显提高；

2、切割单晶硅片：对硅单晶进行切方、滚圆处理，采用国内目前最先进的切割工艺：钢丝直径0.10mm，主辊槽距0.303mm；采用碱腐工艺去除单晶表面损伤层，利用日本NTC442多线切割机，辅以国产切割线、碳化硅和切削液进行切片加工，生产出超过薄低氧碳的高效单晶硅片。