[发明专利]用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法

说明书

本发明提供了一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法，该籽晶层结构包括若干籽晶组，每一籽晶组包括若干沿第一方向依次排布的籽晶，所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面，所述籽晶组中两个相邻籽晶间的接缝与另一相邻籽晶组中位置相对应的两个相邻籽晶间的接缝呈错位设置。采用上述籽晶层结构进行晶体硅锭的生产，相邻籽晶间的接缝可在铸锭过程中形成稳定的三叉晶界，减少位错增殖，降低缺陷密度。

技术领域

本发明涉及光伏制造技术领域，特别涉及一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法。

背景技术

自上世纪末以来，随着传统化石能源的危机突显以及人们对清洁能源的关注，光伏产业取得了蓬勃发展。其中，晶体硅电池及光伏组件仍占据整个光伏市场的重要地位。相较于采用直拉法制得的单晶硅棒，通过定向凝固铸造法生产的晶体硅锭具有更好的性价比，但如何降低上述晶体硅锭的缺陷密度则是各厂商一直着重研究的课题。

业内已公开有通过温度梯度配合坩埚内温场控制改善晶体硅铸锭的技术方案；同时也公开有通过对籽晶形态、晶向进行调节进行铸锭的方案。但上述方案大多是将籽晶按照十字拼接的方式排放在坩埚底部，十字晶界不稳定，长晶过程受界面张力、晶体的生长和退火应力作用，位错增殖，缺陷增加。

因此，有必要提供一种新的用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法，能够降低位错及缺陷密度，提高晶体硅锭质量。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构，包括若干籽晶组，每一籽晶组包括若干沿第一方向依次排布的籽晶，所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面，所述籽晶组中两个相邻籽晶间的接缝与另一相邻籽晶组中位置相对应的两个相邻籽晶间的接缝呈错位设置。

作为本发明的进一步改进，所述籽晶包括在单晶硅棒上沿不同晶面切割得到的第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶。

作为本发明的进一步改进，所述第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶三者的顶面均为{100}晶面。

作为本发明的进一步改进，所述第一籽晶的四周边缘最多与六个籽晶拼接，且该六个籽晶中包括三个第二籽晶和三个第三籽晶。

作为本发明的进一步改进，每一籽晶组内的第一籽晶、第二籽晶、第三籽晶依次顺序排列。

作为本发明的进一步改进，所述第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶三者外形一致且均设置呈扁平的方块状。

作为本发明的进一步改进，所述籽晶组的首端或末端还设有边缘籽晶，以使得相邻所述籽晶组的两端相齐平。

作为本发明的进一步改进，所述边缘籽晶由第一籽晶或第二籽晶或第三籽晶切割制得，且所述边缘籽晶的顶面面积小于第一籽晶、第二籽晶及第三籽晶的顶面面积。

作为本发明的进一步改进，每一籽晶组内仅设有一个边缘籽晶，且任意两个相邻的籽晶组中，其中一个籽晶组内的边缘籽晶位于该籽晶组的首端，而另一个籽晶组内的边缘籽晶则位于该籽晶组的末端。

作为本发明的进一步改进，所述籽晶组中两个相邻籽晶的接缝与另一相邻籽晶组中相对应的两个相邻籽晶的接缝沿第一方向的错位长度不小于5mm。

本发明还提供一种晶体硅锭的生产方法，主要包括：

切割得到若干籽晶，所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面；

选取若干籽晶沿第一方向依次排布得到籽晶组，再将若干籽晶组沿垂直于第一方向的第二方向排布得到籽晶层结构，使得任一籽晶组中两个相邻籽晶间的接缝与另一相邻籽晶组中相对应的两个籽晶间的接缝呈错位设置；