[发明专利]一种晶体硅铸锭方法及硅锭

说明书

技术领域

本发明涉及光伏领域，尤其涉及一种晶体硅铸锭方法和硅锭。

背景技术

在快速发展的光伏产业中，竞争越来越激励，高效率低成本成为主要的竞争点。目前得到所述晶体硅的方法通常包括：单晶硅的直拉（CZ，Czochralski）法和区熔（FZ，Float-Zone）法，以及多晶硅的定向凝固法。其中，由于生产多晶硅的定向凝固法每次铸出来的多晶硅锭较大，大大的提高了生产效率，但常规的多晶硅中由于晶粒之间的边界上形成的位错会产生晶界，这会导致使用该多晶硅生产的电池转换效率偏低。而单晶硅生产的电池就不会存在以上多晶硅的转换效率偏低这种情况，单晶硅电池转换效率也比多晶硅电池的转化效率要高。但用直拉或区熔的方法生产的单晶硅的成本较高且生产效率较低。有鉴于此，现有技术提出了利用定向凝固的方法来生产单晶硅或具有大晶粒的多晶硅，从而提高晶体硅的转换效率情况下提高生产效率从而降低生产成本，但现有技术中，利用定向凝固生产单晶硅或具有大晶粒的多晶硅的方法中，都是利用硅晶体作为籽晶来获得单晶硅或具有大晶粒的多晶硅，由于利用同质的硅晶体作为籽晶，所述硅籽晶与同质的硅原料熔点等物理特性都相同，铸锭时温度不好控制，籽晶容易完全熔化而导致利用定向凝固的方法来生产单晶硅或具有大晶粒的多晶硅不能实现，并且在完成铸锭后，所述硅籽晶由于与硅锭融为一体难以分离导致不能重复利用；每次利用硅籽晶铸锭时都要制作新的硅籽晶，增加了生产的工序，也增加了生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种晶体硅铸锭方法和硅锭，在容器内利用非硅物质的晶体作为籽晶的方式来生长单晶或大晶粒多晶硅，由于异质籽晶与硅晶体为具有不同理化特性的物质，容易控制铸锭时的温度而使得异质籽晶不至于完全熔融，同时利用不同物质之间易分离的性质，达到异质籽晶反复利用和简化生产工序的目的。

本发明实施例提供了一种晶体硅铸锭方法，包括：

在容器内表面上放置至少一个异质籽晶，所述异质籽晶为非硅籽晶的晶体；

通过冷却与所述容器内表面放置的异质籽晶相接触的熔融硅，来控制所述熔融硅长晶以形成目标硅锭。

优选地，所述通过冷却与所述容器内表面放置的异质籽晶相接触的熔融硅，来控制所述熔融硅长晶以形成目标硅锭之前进一步包括：

在所述容器内的异质籽晶上面添加硅原料，并根据电阻率需求添加掺杂剂；

控制对所述容器加热，使所述容器内的硅原料完全熔融而所述异质籽晶不完全熔融。

优选地，所述通过冷却与所述容器内表面放置的异质籽晶相接触的熔融硅，来控制所述熔融硅长晶以形成目标硅锭之前进一步包括：

在另一个容器内将硅原料和根据电阻率需求添加的掺杂剂熔融；

将所述熔融硅转移到所述放置有异质籽晶的容器内与所述异质籽晶相接触，并控制温度使所述放置有异质籽晶的容器内的硅原料完全熔融而所述异质籽晶不完全熔融。

优选地，所述通过冷却与所述容器内表面放置的异质籽晶相接触的熔融硅，来控制所述熔融硅长晶以形成目标硅锭具体包括：

控制所述异质籽晶上面熔融硅的温度，使得所述熔融硅在所述异质籽晶表面形成一个过渡层，所述过渡层为熔融硅在长晶过程中与异质籽晶相接触后，在异质籽晶表面长的一层晶体；

控制所述异质籽晶上面熔融硅的温度，根据所述异质籽晶表面形成的过渡层完成后续长晶并形成目标硅锭。

优选地，所述在容器内表面上放置至少一个异质籽晶具体包括：

在所述容器内的底面上放置至少一个异质籽晶；或

在所述容器内的底面和任意一个或多个侧面上的每个面放置至少一个异质籽晶；或

在所述容器内的任意一个或多个侧面的每个面上放置至少一个异质籽晶。

优选地，当容器内放置有异质籽晶的同一个面上至少具有两个异质籽晶时，所述异质籽晶为相同物质的晶体或不同物质的晶体。

优选地，进一步包括：

当所述同一个面的异质籽晶为相同物质晶体时，所述容器内放置有异质籽晶的同一个面上的至少两个异质籽晶按同一晶向紧密排列；或

所述容器内放置有异质籽晶的同一个面上的至少两个异质籽晶按不同晶向紧密排列。

优选地，进一步包括：

当所述同一个面的异质籽晶为不同物质晶体时，所述容器内放置有异质籽晶的同一个面上的至少两个异质籽晶，每种相同物质晶体的异质籽晶按同一晶向紧密排列在相同的区域内；或

所述容器内放置有异质籽晶的同一个面上的至少两个异质籽晶，每种相同物质晶体的异质籽晶按不同晶向紧密排列在相同的区域内。

优选地，所述异质籽晶为熔点不低于硅熔点的晶体。