[发明专利]掺镓元素太阳能单晶的生产方法

摘要

本发明涉及太阳能电池硅单晶的生产方法，特别涉及一种掺镓元素太阳能单晶的生产方法。该生产方法包括掺杂方法和拉晶工艺，其中掺杂方法包括：1.擦拭掺杂装置，2.冷却掺杂装置，3.镓元素放入掺杂装置，4.隔离置换，5.掺入熔料中。拉晶的工艺步骤如下：1.引晶，2.放肩，3.转肩，4.等径，5.收尾，6.停炉。本发明经过对采用掺镓元素单晶的太阳能电池做进一步试验，试验结果验证，与采用掺硼元素单晶的太阳能电池相比，其特性指标大大提高，从而可满足高端太阳能电池的需要。

主权项

1、一种掺镓元素太阳能单晶的生产方法，其特征在于：包括掺杂方法和拉晶工艺，其掺杂方法包括：(1)、擦拭掺杂装置在掺杂前，用带无水乙醇的纤维纸，对掺杂装置进行擦拭；(2)、冷却掺杂装置预先将无水乙醇置于温度为-10℃≤T≤-7℃的冷藏箱里，将蘸上冷藏过的无水乙醇的纤维纸放在掺杂装置下，每隔1分钟更换一次，重复3次到5次，使掺杂装置温度降低到5℃-10℃，然后等待放入镓元素；(3、镓元素放入掺杂装置将预先置于冷藏箱里的镊子取出，用镊子迅速将置于冷藏箱里且预先称量好的镓元素放入掺杂装置中；(4)、隔离置换迅速将置于掺杂装置下的纤维纸取出，关上设备炉门，进行手动隔离置换，且将隔离置换时间控制在1分钟内；(5)、掺入熔料中隔离置换完成后，打开隔离翻板阀，通过连杆推出掺杂装置并将其翻转，将固态的镓元素倒入熔料内，即完成掺杂过程；拉晶的工艺步骤如下：(1)、引晶：待炉内熔体温度达到稳定状态后，进行烤晶、熔接籽晶、拉细颈，细颈直径控制在3mm-6mm，细颈长度控制在180mm-300mm，引晶拉速控制在5-10mm/min；(2)、放肩：细颈长度与直径满足要求后，开始放肩，放肩时拉速下降至0.3～0.6mm/min；(3)、转肩：当放肩直径接近预定目标时，开始调整埚升电位器，启动埚升，埚升比例1.0∶0.128，转肩过程中提升拉速，拉速提升至1.5mm/min，当单晶转肩直径为要求直径时，开始进入单晶等径生长状态；(4)、等径：完成转肩过程后，稳定晶升速度，使单晶头部拉速控制在0.8-1.6mm/min，尾部拉速控制在0.5～2.0mm/min；(5)收尾：埚升电位器调零，手动调整拉速进行收尾，收尾最小直径控制在8mm以内；(6)停炉：将晶体提起离开液面，关闭“加热”开关、晶升、晶转、埚转、埚升电源，停充氩气，即完成拉晶的工艺过程。