[发明专利]一种高效多晶硅铸锭半融方法

摘要

本发明公开了一种高效多晶硅铸锭半融方法。本方法在铸锭过程中，通过对熔化阶段中籽晶纯度、籽晶高度、平整度的有效控制，且对长晶前硅液温度的控制，使得长晶成核阶段由于过冷度一致成核均匀且晶向一致，从而使得所生长的柱状晶体更为均匀，有效提高其硅锭品质。通过此工艺得到的铸锭中位错密度显著降低，晶粒大小均匀。通过该方法得到的硅锭，在现有成熟电池工艺条件下，可得到的平均电池效率为18.4％。

主权项

1.一种高效多晶硅铸锭半融方法，包括以下步骤：步骤S100：装入6N的多晶硅料抽真空后，加热使石墨器件、隔热层、原料的湿气蒸发，并在3h时间达到1200℃；通入氩气作为保护气，使炉内压力保持在60KPa，使坩埚内温度在4h内快速到达1545‑1560℃进入熔化阶段，此过程中隔热笼始终在0位，即关闭状态；其中，在装料过程中，需在原料底部铺一层粒度5mm的原生硅料，以起到引晶作用；步骤S200：熔化阶段，在1540℃保温8h，此时隔热笼逐渐从0位开到7，即缓慢提升隔热笼7cm，直到硅料剩余3cm,进行融化过程的第一次跳步操作，完成跳步后需要使得硅液继续缓慢融化，速率为18mm/h，待硅料剩余2cm时进行第二次跳步操作，保证跳步后继续缓慢融化1cm，融化速度保持在12mm/h直到有30min以上硅料既不融化也不生长；熔化过程中底部热电偶的温度要始终低于1370℃；步骤S300：长晶过程，温度从1420℃经过30h缓慢降低到1410℃，完成长晶阶段；长晶过程中隔热笼从7开到20；步骤S400：晶体生长完成后，晶锭在1370℃的退火温度保持2h时间，使得晶锭的温度均匀，从而减小热应力；步骤S500：降温阶段，炉内通入大流量氩气，使温度逐渐降低到400℃后取出硅锭，降温速率为60℃/h。