[发明专利]高效半熔多晶铸锭的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效半熔多晶铸锭的制作工艺，属于光伏技术领域。

背景技术

随着世界经济的发展，能源问题和环境问题显得越来越重要，直接关系到社会经济的可持续发展。长期使用煤和石油等原材料作为能源会对环境带来严重的污染。因此开发利用可再生清洁能源便成为一种非常重要的途径。太阳能是最重要的清洁的可再生能源，对于太阳能的开发利用，世界发达国家予以高度的重视。2014年世界环保日中国宣传口号是“向污染挑战”，其目的就是为了低碳绿色环保，让天更蓝，水更清，大家生活在一个没有污染的和谐的氛围之中。

太阳能电池片的光电转换效率高低是衡量产品质量好坏唯一标准，目前国内P型单晶片转换效率一般为18%以上，N型转换效率能达到20%以上。但单晶电池片制造成本高，原因是对原材料要求高，设备造价高，操作复杂，合格率低，这样造成了单晶电池片成本比多晶贵很多。而多晶对原材料有一定的容忍性，且随着投料量的增多，生产一炉多晶锭能出很多电池片，这样生产效率大幅提高，成本降低了很多。从目前现状看，铸造多晶硅材料已经取代了直拉单晶硅材料成为最主要的太阳能电池材料，但是市场的竞争促使铸造多晶硅材料的生产工艺需要不断地革新，低成本和高效率是太阳能光伏工作者得以长时间可持续发展的两个根本条件。近期从事太阳能研发人员把研究焦点集中到多晶电池片转换效率上，能赶上或者接近单晶电池片转换效率成为科研工作者一大课题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高效半熔多晶铸锭的制作工艺，提高整锭转换效率，且成本低。

按照本发明提供的技术方案，所述高效半熔多晶铸锭的制作工艺，特征是，包括以下步骤：

（1）原料：原生多晶硅60～70%、多晶辅料30～40%；

（2）将原料装入到坩埚内，将坩埚送入铸锭炉中，放置于DS块上； 坩埚位于DS块上，坩埚上罩设加热器，加热器外部为上隔热笼，DS块下部为下保温层；

（3）加热过程包括以下5个步骤：

第1步：加热时间为10～15min，加热温度为150～200℃，真空度为0.02～0.006mbar；

第2步：加热时间为30～40min，加热温度为400～450℃，真空度为0.02～0.006mbar；

第3步：加热时间为90～100min，加热温度为700～800℃，真空度为0.02～0.006mbar；

第4步：加热时间为120～130min，加热温度为1100～1175℃，真空度为0.02～0.006mbar；

第5步：加热时间为150～155min，加热温度为1170～1175℃，真空度为0.02～0.006mbar；

（4）熔化过程包括以下13个步骤：

第1步：加热时间为30～35min，加热温度为1175～1180℃，铸锭炉腔内压力设定值为0.02～0.006 mbar；

第2步：加热时间为12～15min，加热温度为1193～1195℃，通氩气，铸锭炉腔内压力为190～195 mbar；

第3步：加热时间为12～15min，加热温度为1210～1215℃，通氩气，铸锭炉腔内压力350 ～355mbar；

第4步：加热时间为180～185min，加热温度为1455～1460℃，通氩气，铸锭炉腔内压力为500～505 mbar；

第5步：加热时间为90～95min，加热温度为1500～1505℃，通氩气，铸锭炉腔内压力为550～555 mbar；

第6步：加热时间为240～245min，加热温度为1540～1545℃，通氩气，铸锭炉腔内压力为550 ～555mbar；

第7步：加热时间为720～725min，加热温度为1538～1540℃，通氩气，铸锭炉腔内压力为550～555 mbar，上隔笼开启高度为0.6～0.8cm；

第8步：加热时间为30～35min，加热温度为1532～1535℃，通氩气，铸锭炉腔内压力为550～555 mbar，上隔笼开启高度保持0.6～0.8cm；；

第9步：加热时间为30～35min，加热温度为1480～1485℃，通氩气，铸锭炉腔内压力为550～555 mbar，上隔笼开启高度保持0.6～0.8cm；

第10步：加热时间为90～95min，加热温度为1445～1448℃，通氩气，铸锭炉腔内压力为550～555 mbar，上隔笼开启高度保持0.6～0.8cm；