[发明专利]一种类单晶晶体生长方法、类单晶硅锭以及类单晶电池

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能光伏领域，具体来说，涉及一种类单晶晶体生长方法、类单晶硅锭以及类单晶电池。

背景技术

人类社会进入工业文明以来对于能源的需求日益增长，随着技术进步以及人口增长，人类能源需求成指数级增长。在过去200年左右的工业化社会的发展过程中，人类的能源主要来自于石油、煤炭以及天然气等不可再生的化石能源。近年来，化石能源的弊端逐步显示出来，比如化石能源资源的有限性导致化石能源的储量在未来几十年即将被人类耗尽，另外，化石能源的大规模使用也对人类环境造成了难以逆转的负面影响。

所以，在当前世界的能源背景下，人类便开始开发和利用可替代的能源，因此太阳能、风能等新兴可再生能源成为人类关注的焦点。太阳能光伏发电，因其能源的可持续性以及对环境的友好性等优点突出，在本世纪近十几年来迅猛发展，发电成本逐渐接近传统化石能源所产生的电力，并且在可见的未来能够进一步降低成本，在能源领域获得比传统能源更有竞争力的地位。

目前太阳能光伏发电主要使用晶体硅太阳能电池组件将太阳光转为电能，晶体硅太阳能电池按衬底分为有多晶硅和单晶硅两种，其中多晶硅由于具有较低的生产成本、较高的生产效率以及合适的电池效率在太阳能光伏市场上占据主流位置。

在当前国内工业化条件下，和直拉单晶相比，铸造多晶硅太阳能电池效率要低1-2%。主要原因是由于铸造多晶硅中的大量位错的存在，这些位错会结合金属以及其他杂质，成为少数载流子的复合中心，降低硅片基体少子寿命和太阳能电池效率。铸锭类单晶，是一种通过铸锭的方式制作单晶的技术，该技术能够制备质量较高的类单晶，提高硅锭质量以及电池效率。现有的铸锭单晶使用一定尺寸（10cm边长以上矩形或多边形）籽晶拼接分布于铸锭坩埚底部，通过定向凝固生长出类单晶。由于热应力的存在，在接缝处或其他位错源会产生大量位错缺陷，随着晶体生长的进行这些位错会向晶体内部扩散增殖。这些缺陷降低了硅锭少子寿命以及电池光电转化效率。

因此，研制出一种能够有效的减少位错的产生以及繁殖，提高晶体质量以及电池效率的类单晶晶体生长方法，便成为业内人士亟需解决的。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种类单晶晶体生长方法，能够有效的减少位错的产生以及繁殖，提高晶体质量以及电池效率。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种类单晶晶体生长方法，包括：

将预先获取的单晶晶粒组合成的类单晶作为籽晶，其中，所述单晶晶粒具有特定的晶体生长面，并且所述晶体生长面的边长、对角线或直径尺寸均在50um到3cm之间;

在所述籽晶基础上，通过定向凝固技术进行晶体生长，生长成类单晶。

进一步的，所述籽晶的单晶晶粒表面的晶向包括<100>、<111>、<110>和<1mn>。

进一步的，所述籽晶的单晶晶粒表面包括<100>、<111>、<110>和<1mn>的晶向在30度相位差内的不同晶向的晶粒组合。

进一步的，所述籽晶内单个晶粒生长面的形状包括正方形，矩形，四边形，六边形和三角形。

一种类单晶硅锭和硅片，通过上述所述的类单晶晶体生长方法所制备得到。

一种类单晶电池和组件，通过上述所述的单晶硅锭所制备得到。

本发明的有益效果：通过本发明的方法能够有效降低铸锭类单晶的位错的产生以及扩散增殖，进而提高了晶体质量以及电池效率，具有良好的发展前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是根据本发明实施例所述的一种硅片或籽晶<156mm*156mm>示意图；

图2是根据本发明实施例所述的另一种硅片或籽晶<156mm*156mm>示意图。

图中：

1、<100>或<111>方向小晶粒；2、类单晶硅片或籽晶；3、<100>方向小晶粒；4、<110>方向小晶粒；5、混合晶粒类单晶硅片或籽晶。

具体实施方式