[发明专利]铸造类单晶制备方法

说明书

本发明提供了一种铸造类单晶制备方法。上述铸造类单晶制备方法，制备时，先在坩埚底部均匀铺设一层含磷的掺杂剂，以形成掺杂剂层；然后在所述掺杂剂层上铺设一层类单晶籽晶，以形成引晶层，再将硅料和母合金依次填入所述坩埚内；最后将坩埚加热至预设温度，以使所述类单晶籽晶部分熔化，在熔化和长晶过程中，控制坩埚的温度，使引晶层的类单晶籽晶部分熔化，其中，在长晶过程中，坩埚底部的掺杂剂中的磷通过扩散进入长晶过程中底部已经长好的晶体中，拉低了铸造类单晶尾部的电阻率，使得铸造N型类铸造类单晶中的头部和尾部电阻率偏差不大，头尾电阻率分布更加均匀。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别涉及一种铸造类单晶制备方法。

背景技术

铸造多晶硅是制备太阳能电池的主要材料之一，目前约占光伏市场的50％左右。传统的太阳能光伏技术中，掺硼的P型铸造多晶硅被广泛地应用于太阳能电池的制备。硼的分凝系数接近于1，所以电阻率分布较为均匀，且循环料容易处理使用。但掺硼硅片由于硼氧复合体的存在会在电池片后续使用中产生光致衰减。

这种光致衰减现象会导致太阳能电池的光电转换效率降低1-2％，这对太阳能电池光伏发电是非常不利的。通过磷取代硼制备的N型铸造多晶硅，可以避免硼氧复合体的生成，抑制光衰减现象。此外，N型铸造多晶硅对铁等过渡金属的耐受性比P型铸造多晶硅要好，所以一般情况下，N型铸造多晶硅具有更高的少数载流子寿命，这对制备高转换效率太阳能电池是非常有利的。

但是，在N型类铸造类单晶在铸锭过程中，在装料过程中，将N型母合金放入硅料中，进行熔化、铸锭，由于N型母合金中的P在硅中的分凝系数为0.35，这个分凝系数远小于1，使得N型类铸造类单晶的电阻率分布范围较广、离散度较大，导致在有效电阻率范围内的占比较小，N型类铸造类单晶的利用率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸造类单晶制备方法，以提供解决因现有的N型类铸造类单晶因电阻率分布范围较广、离散度较大，而N型类铸造类单晶的利用率低的问题。

一种铸造类单晶制备方法，包括：在坩埚底部均匀铺设一层含磷的掺杂剂，以形成一掺杂剂层；在所述掺杂剂层上铺设一层类单晶籽晶，以形成一引晶层；将硅料和母合金依次填入所述坩埚内；将坩埚加热至预设温度，以使所述类单晶籽晶部分熔化。

进一步地，所述掺杂剂包括磷粉和/或N型母合金。

进一步地，所述在坩埚底部铺设一层含磷的掺杂剂的步骤之前，所述方法还包括：在所述坩埚的内壁喷涂一层氮化硅涂层。

进一步地，所述将坩埚加热至预设温度的步骤之后，所述方法还包括：持续对所述坩埚加热并通过一个散热装置对其散热，使其保持所述预设温度。

进一步地，所述将硅料和母合金依次填入所述坩埚内的步骤包括：将所述坩埚三分之二的容积填入所述硅料后，再将所述母合金填入所述硅料的上端，所述母合金装填完成后，将剩余所述硅料继续装入所述坩埚中。

进一步地，所述将硅料和母合金依次填入所述坩埚内的步骤之前，所述方法包括：在所述坩埚内部标记填充位置。

进一步地，铺设的所述类单晶籽晶的宽度小于所述坩埚底部的宽度，且铺设的所述掺杂剂的宽度小于铺设的所述类单晶籽晶的宽度。

进一步地，所述类单晶籽晶平整铺设于所述坩埚的底部，且相邻两类单晶籽晶之间具有接缝，所述掺杂剂铺设于所述接缝中，以形成所述掺杂剂层。