[发明专利]一种单晶硅生产方法

说明书

本发明提供了单晶硅生产方法，包括以下步骤：1)、准备：该阶段坩埚埚底处于加热器本体低温区；2)、抽空：利用真空系统将热场内氧气抽干，同时充入氩气作为保护气体；3)、化料：坩埚内硅料开始出现熔体硅后，将坩埚上移至埚底处于高温区下部区域；4)、塌料：当未熔硅全部漂浮在硅液中时，升高坩埚直至坩埚顶部高出加热器本体的短加热片长度的1/5；5)、温度稳定化节段：6)、引晶。本发明所述单晶硅生产方法中，通过调整坩埚和加热器相对位置，避免硅料熔化前期出现再次结晶风险，同时，保证拉晶时，埚内液面处于高温区，这样拉晶时功耗会降低，功耗降低会较弱石英坩埚和熔体硅的反应，进而可以降低氧含量。

技术领域

本发明属于单晶硅生产领域，尤其是涉及一种加热器及应用该加热器的单晶硅生产方法。

背景技术

单晶硅是晶硅电池的重要原材料，近年来光伏市场迅猛发展，竞争也日趋激烈；为提高晶硅电池的光电转换效率，IBC、HIT、PERC等技术开始应用于规模化生产；实际生产中，单晶硅一般都会还有氧，并且氧分布是头高尾低，原材料单晶硅中的氧，会与掺杂剂硼元素形成B-O复合体，造成晶硅电池光电转化效率下降，也会影响新技术的使用效果，因此降低单晶硅中氧含量对光伏行业有着深远的意义。

当前降低直拉单晶硅中氧含量方法有：

1、采用磁场拉制单晶，即：MCZ工艺，磁场可以抑制熔体的热对流，采用低埚转拉制单晶，减少石英坩埚与熔体硅的反应速度，同时磁场可以减弱熔体中氧向生长边界层的运动，进而使单晶硅中氧含量降低。采用磁场拉制单晶降氧效果明显，但磁场设备昂贵，且运行过程中能耗大，单晶拉制成本较高，无法应用于竞争激烈的光伏行业。

2、通过工参数调整，如：氩气流量、炉压、晶转埚转等，可以降低氧含量，但效果差，成品率会收到影响；部分公司同样改变加热器结构降低氧含量，但其结构相对复杂，且不能有效解决加热器结构改变后带来的风险。

另外，拉晶过程中，一般都会对热场内氧气进行抽真空操作，拉晶过程中氧的来源主要是熔体硅与石英坩埚的反应，尤其坩埚的底部和侧下部反应剧烈，是氧引入的主要来源，

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种加热器及应用该加热器的单晶硅生产方法，以解决现有单晶硅生产中因氧含量高导致的质量问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种加热器，包括一体成型的圆筒状加热器本体，所述加热器本体由多个长加热片和多个短加热片通过连接片交替串联围合而成，所述长加热片和所述短加热片等宽且顶部平齐设置，所述加热器本体上部为高温区，其下部为低温区，每个长加热片和其相邻的短加热片间形成有间隙，每一个长加热片顶部沿加热器本体径向开设有一第一通槽，每一个短加热片顶部沿加热器本体径向开设有一第二通槽，第一通槽槽深大于第二通槽槽深。

进一步的，所述短加热片长度与长加热片长度比在1/5至3/4间。

进一步的，所述第一通槽宽度、第二通槽宽度及间隙等宽设置，该宽度为10-20mm。

进一步的，所述第一通槽槽底厚度和第二通槽槽底厚度相同，该厚度等于连接片高度，同时该厚度＝长加热片宽度/2。

相对于现有技术，本发明所述的加热器具有以下优势：

本发明所述的加热器通过交替串联的长加热片和短加热片围合而成，并且上部分发热片密集，发热量大，为高温区，下部分发热量少，为低温区，该结构减小了坩埚内竖直方向上温度梯度变化，进而实现氧含量的降低，同时，通过调整坩埚和加热器相对位置，避免硅料熔化前期出现再次结晶风险，保证拉晶时，埚内液面处于高温区，这样拉晶时功耗会降低，功耗降低会较弱石英坩埚和熔体硅的反应，进而可以降低氧含量。

一种应用加热器的单晶硅生产方法，包括以下步骤：

1)、准备：