[发明专利]一种定向凝固生长太阳能电池用的多晶硅锭制造工艺

摘要

本发明公开了一种定向凝固生长太阳能电池用的多晶硅锭制造工艺，其工艺参数包括，真空加热、硅料熔化、定向凝固长晶、退火、硅锭冷却5个阶段。本发明采用定向凝固法,定向凝固法是在热交换法的基础上改进形成的，它在多晶硅料熔融后通过提升隔热，使得底部的石墨冷却块与炉体产生辐射换热以及炉内氢气氛围的对流散热，因此加热装置和坩埚在多晶硅料的熔融及晶体生长过程中保持静止，只有隔热罩一个运动部件，大大简化了操作，增加底部冷却块的散热强度受隔热罩控制。

主权项

一种定向凝固生长太阳能电池用的多晶硅锭制造工艺，其特征在于：包括如下步骤：S1、在型号为SCU400的多晶硅铸锭炉工艺室内的横截面积为690mmX690mm或840mmX840mm或1000mmX1000mm的坩埚中装入高纯度硅原料，并对工艺室进行密闭；S2、利用型号为T7673‑95的真空泵和真空阀在密闭的工艺室内部维持10^‑2‑10^‑4torr范围的真空度；S3、在S2中接着启动第一加热器及第二加热器加热坩埚；当坩埚被加热时，装入的高纯度硅原料逐渐开始熔融；当完成熔融时，需要重新冷却坩埚使熔融硅凝固；为了利用冷却板凝固熔融硅，首先降低第一加热器温度并切断第二加热器电源；其次，起动第二移送轴将第三隔热板向下移动，从而露出第二加热器和第二隔热板；随着坩埚热量释放到露出的部分，熔融硅开始部分凝固；起动移送夹具使第二加热器和第二隔热板在第一隔热板和第三隔热板之间所形成的空间中水平移动而被打开；S3、利用冷却板促进坩埚下部冷却时，熔融硅从接触冷却板的坩埚下部开始凝固，并由下部向上部方向发生凝固；此时，通过调节移送轴的上下移送速度、冷却板内流动的制冷剂温度、加热器温度等因素控制冷却速度；坩埚在通过冷却板进行冷却的同时下降而使冷却效果最大化，并与第三隔热板接触；如果通过冷却板使熔融硅完成凝固，则将坩埚重新移送到上部并加热第一及第二加热器而在800℃‑1600℃范围内追加进行退火工艺；该退火工艺有助于使多晶硅内的各种缺陷最小化；S4、完成退火工艺之后，在型号为SCU400的多晶硅铸锭炉工艺室内注入吹扫气体，当工艺室内压力达到常压时打开工艺室取出凝固的产品；S5、把该产品放在检测仪器上检测，挑选优质品进行去除毛料。