[发明专利]一种提高类单晶晶体质量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高类单晶晶体质量的方法。

背景技术

70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮。晶硅太阳电池因为可靠性高、寿命长、能承受各种环境变化等优点，成为太阳电池的主要品种在光伏市场居统治地位。就其晶体形态而言，主要有单晶硅、多晶硅及非晶硅三大类。非晶硅电池成本低、生产效率高但转换效率也较低且由于非晶硅的S-W效应，致使其性能稳定性较差；单晶硅的电池转换效率高、稳定性好，但拉制工艺相对复杂，且对原料要求较严，导致成品电池成本偏高；多晶硅制造工艺简单、成本低廉、生产效率高，但相对直拉单晶硅，铸锭多晶硅的电池效率要小1-2%，其主要原因是由于铸锭多晶硅中存在大量的晶界和位错等缺陷，它们在硅禁带中引入深能级，成为少数载流子的强复合中心，降低太阳能电池的光电转换效率，而光电效率的降低必将导致成品电池成本升高。

目前光伏行业广泛采用籽晶诱导方法铸锭生产单晶向、大晶粒的铸锭晶硅（类单晶），如专利CN 101654805A，从而降低晶界和位错密度，改善晶体质量，提高电池效率，降低成品电池成本。但此方法存在一定的缺陷，即在铸锭生产过程中，由于籽晶长期与坩埚接触，在高温条件下成为杂质扩散通道，使高浓度的杂质由坩埚扩散进入晶锭，导致晶体质量变差，降低铸锭收益，增加了生产成本，目前已成为阻碍籽晶诱导技术产业化的关键因素。因此需要开发一种合适的方法改善晶体质量，提高晶锭收益，对于推动籽晶诱导技术产业化和降低生产成本尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种提高类单晶晶体质量的方法，有效提高类单晶晶体质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高类单晶晶体质量的方法，其特征在于：具有以下步骤：

（1）硅片清洗：原生硅片去除表面杂质和油污。

（2）硅片漂洗：用超纯水漂洗经清洗过的硅片后吹干。

（3）硅片表面处理：利用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）或低压化学气相沉积法（LPCVD）处理硅片，在硅片表面形成氮化硅钝化膜，氮化硅钝化膜厚度>70nm，形成钝化硅片。

（4）高纯石英板表面处理：高纯石英板的纯度>4N，将高纯石英板置于氢氟酸（HF）、氟化铵（NH₄F）、去离子水配置的溶液中浸泡，溶液配比：V_氢氟酸：V_氟化铵：V_去离子水=1：7：5，浸泡时间>3min。

（5）高纯石英板清洗：将表面处理后的高纯石英板置于去离子水中超声清洗吹干。

（6）高纯石英板喷涂：采用氮化硅溶液喷涂石英板，氮化硅钝化膜厚度>50μm，烘干待用。

（7）铺放：从下至上依次将处理后的高纯石英板、钝化硅片、块状籽晶平铺于石英坩埚底部，然后将电活性掺杂剂和多晶硅原料同时放置在块状籽晶之上进行铸锭。

本发明的有益效果是：利用表面处理后的高纯石英板和钝化硅片的阻挡作用，降低在铸锭过程中坩埚内杂质的扩散。从而减少晶锭的杂质含量，提高晶锭的少子寿命，改善晶锭质量，提高铸锭收益，类单晶晶锭少子寿命得到明显提高，晶锭绝对收益提高4%，同时经过表面处理的高纯石英板可以多次利用，降低生产成本。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明中高纯石英板表面处理后的图案；

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一：

（1）硅片清洗：原生硅片去除表面杂质和油污。此处清洗溶剂及清洗工艺参照本领域常规清洗工艺。

（2）硅片漂洗：用超纯水漂洗经清洗过的硅片后吹干；

（3）硅片表面处理：利用低压化学气相沉积法（LPCVD  处理硅片，沉积时间：500～600min，在硅片表面形成氮化硅钝化膜，氮化硅钝化膜厚度>70nm，优选1.25μm，形成钝化硅片。此步骤亦可采用等离子体增强化学气相沉积法PECVD处理硅片，沉积参数参照本领域常规工艺参数。