[发明专利]太阳能电池用大尺寸硅锭的制备方法

摘要

本发明公开了一种太阳能电池用大尺寸硅锭的制备方法，涉及多晶硅或单晶硅铸锭用方法技术领域。所述方法利用钼制硅单晶棒夹持工具将硅单晶棒按相同晶向阵列排列在钼坩埚与陶瓷环的复合坩埚中，然后向钼坩埚中添加助溶剂（高纯铜粉或者细小的铜块），通过多温区及等离子熔炼使得熔体产生温度梯度凝固。等离子电极一方面提高硅熔体的凝固的界面稳定性，一方面通过铜元素的挥发减少成分过冷度。最终使得单晶块阵列快速凝固为一块整体的准单晶，利用具有高梯度凝固高速率凝固的特性，最后通过破坏陶瓷环来取出硅锭，该方法具有结晶效率高的特点。

主权项

1.一种太阳能电池用大尺寸硅锭的制备方法，其特征在于包括如下步骤：太阳能电池用大尺寸硅锭制备装置的组装；给所述制备装置中的炉体抽真空至10‑5Pa，充入惰性气体至0.5MPa，启动所述装置装置中的第一加热器（6）、第二加热器（7）、第三加热器（8）、第四加热器（9）和第五加热器（10），直至通过所述炉体顶部的观察窗（25）观察到钼坩埚（11）内若干个硅单晶棒钼夹持工具（12）上的硅单晶棒（13）之间的高纯铜粉或者细小铜块熔化为止，使得第一热偶（24）温度在1062℃‑1162℃之间，然后启动等离子电极（3），同时调节第一加热器（6）、第二加热器（7）、第三加热器（8）、第四加热器（9）和第五加热器（10）的功率保持熔体温度恒定，通过控制第二热偶（26）的测试温度控制硅单晶棒（13）的局部熔化程度；待第二热偶（26）与第一热偶（23）的温度显示稳定后，首先逐步减少第四加热器（9）和第五加热器（10）的输出功率，同时为保证第二热偶（26）的温度恒定，逐步加大等离子电极（3）的功率直至第四加热器（9）和第五加热器（10）输出功率为0；待第四加热器（9）和第五加热器（10）输出功率为0后，逐步减少第三加热器（8）的功率，同时为保证第二热偶（26）的温度恒定逐步加大等离子电极（3）的功率直至第三加热器（8）输出功率输出为0；在第四加热器（9），第五加热器（10）及第三加热器（8）的功率减少的过程中，硅单晶棒（13）不断粗化并相互以小角晶界的形式连接成为一个整体的准单晶硅；待第三加热器（8）的功率减少至0后，硅单晶棒（13）间的硅已经凝固完毕，熔体中主要为铜原子，然后缓慢停止等离子电极（3）、第一加热器（6）及第二加热器（7）的功率；待晶锭冷却至室温后，将晶锭与陶瓷环（15）一起取出，然后将陶瓷环（15）敲碎，取出晶锭，将晶体上部的铜富集区切掉，即可制备准单晶硅锭。