一种基于GT‑850HP多晶硅低能耗高效双控温铸锭工艺 |
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| 申请号 | CN201710340052.7 | 申请日 | 2017-05-15 | 公开(公告)号 | CN107190314A | 公开(公告)日 | 2017-09-22 |
| 申请人 | 南通综艺新材料有限公司; | 发明人 | 章勇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于GT‑850HP多晶 硅 低能耗高效双控温 铸锭 工艺，包括如下步骤：抽 真空 ——加热—— 熔化 ——熔化结束——长晶——中心长晶———边 角 长晶—— 退火 ——冷却——出炉。本发明通过控制两个加热器的功率比例来控制硅料的熔融速度，形成均匀的硅料熔融界面，形成稳定的熔融 温度 热场分布，使得 坩埚 四周的硅料的熔化速率与坩埚中心保持一致，形成稳定的熔融热场，通过提升 隔热 笼及与 侧壁 和顶部加热器的配合，形成可控垂直温度梯度分布，有效控制硅料结晶的速度，形成对硅料平均晶体尺寸的工艺控制。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于GT-850HP多晶硅低能耗高效双控温铸锭工艺，其特征在于：包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种基于GT-850HP多晶硅低能耗高效双控温铸锭工艺技术领域背景技术[0002] 双电源铸锭技术利用顶部和侧壁的两套加热系统，在铸锭炉内形成均匀稳定的垂直加热热场。通过提升隔热笼，使得熔融多晶硅料从坩埚底部开始向上凝固。凝固的硅料经过退火、冷却后形成硅锭。结晶的多晶硅的晶格取向和晶体颗粒尺寸受到底部未熔融不同硅料的晶格取向和加热工艺的影响。通过对不同的晶格择优取向和不同平均晶格尺寸的多晶硅片制备成电池后与电池性能的关系的探索，研究双电源铸锭工艺与多晶硅择优取向和多晶硅片择优取向与硅片的光电转换效率的关系。 发明内容[0003] 发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于GT-850HP多晶硅低能耗高效双控温铸锭工艺。 [0004] 技术方案：一种基于GT-850HP多晶硅低能耗高效双控温铸锭工艺，其特征在于：包括如下步骤：抽真空——加热——熔化——熔化结束——长晶——中心长晶———边角长晶——退火——冷却——出炉； [0005] 所述加热中：控制顶侧功率比为45.0-50.0，隔热笼位置为-0.3-0； [0006] 所述熔化中：控制温度为1535-1547，进气设定39.0，顶侧功率比为60.0-80.0，隔热笼位置为2.5-5.5； [0007] 所述长晶中：控制温度为1406-1410，进气设定30.0或39.0，顶侧功率比为40.0-60.0，隔热笼位置为7.0-17.0； [0008] 所述退火中：控制功率设定1.0-20.0，顶侧功率比为55.0，隔热笼位置为6.0； [0009] 所述冷却中：控制隔热笼位置为10.0-34.0。 [0010] 有益效果：本发明通过控制两个加热器的输出功率来形成不同的熔化和长晶热场垂直分布梯度，确保长晶过程中的晶体生长的垂直度和长晶速率可控，研究多晶硅锭晶体平均尺寸与垂直热场梯度分布的关系，实现对晶体平均尺寸大小的控制。利用不同择优取向的多晶硅籽晶块，研究双电源铸锭过程中，晶体择优取向的改变与垂直热场梯度分布的关系，研究晶体择优取向的可控工艺。 [0011] 本发明通过控制两个加热器的功率比例来控制硅料的熔融速度，形成均匀的硅料熔融界面，形成稳定的熔融温度热场分布，使得坩埚四周的硅料的熔化速率与坩埚中心保持一致，形成稳定的熔融热场，通过提升隔热笼及与侧壁和顶部加热器的配合，形成可控垂直温度梯度分布，有效控制硅料结晶的速度，形成对硅料平均晶体尺寸的工艺控制。 [0012] 本发明通过选择不同的多晶籽晶块，结合双电源工艺，研究不同择优取向的定向结晶块对于晶体择优晶格取向生长的影响，研究晶体尺寸与定向块择优取向的关系。 具体实施方式[0013] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0014] 具体实施例1 [0015] 一种基于GT-850HP多晶硅低能耗高效双控温铸锭工艺，包括如下步骤：抽真空——加热——熔化——熔化结束——长晶——中心长晶———边角长晶——退火——冷却——出炉； [0016] 所述加热中：控制顶侧功率比为45.0，隔热笼位置为-0.3； [0017] 所述熔化中：控制温度为1535，进气设定39.0，顶侧功率比为60.0，隔热笼位置为2.5； [0018] 所述长晶中：控制温度为1406，进气设定30.0，顶侧功率比为40.0，隔热笼位置为7.0； [0019] 所述退火中：控制功率设定1.0，顶侧功率比为55.0，隔热笼位置为6.0； [0020] 所述冷却中：控制隔热笼位置为10.0。 [0021] 具体实施例2 [0022] 一种基于GT-850HP多晶硅低能耗高效双控温铸锭工艺，包括如下步骤：抽真空——加热——熔化——熔化结束——长晶——中心长晶———边角长晶——退火——冷却——出炉； [0023] 所述加热中：控制顶侧功率比为50.0，隔热笼位置为0； [0024] 所述熔化中：控制温度为1547，进气设定39.0，顶侧功率比为80.0，隔热笼位置为5.5； [0025] 所述长晶中：控制温度为1410，进气设定39.0，顶侧功率比为60.0，隔热笼位置为17.0； [0026] 所述退火中：控制功率设定20.0，顶侧功率比为55.0，隔热笼位置为6.0； [0027] 所述冷却中：控制隔热笼位置为34.0。 [0028] 具体实施例3 [0029] 一种基于GT-850HP多晶硅低能耗高效双控温铸锭工艺，包括如下步骤：抽真空——加热——熔化——熔化结束——长晶——中心长晶———边角长晶——退火——冷却——出炉； [0030] 所述加热中：控制顶侧功率比为48.0，隔热笼位置为0； [0031] 所述熔化中：控制温度为1542，进气设定39.0，顶侧功率比为70.0，隔热笼位置为4.5； [0032] 所述长晶中：控制温度为1408，进气设定30.0，顶侧功率比为50.0，隔热笼位置为12.0； [0033] 所述退火中：控制功率设定13.0，顶侧功率比为55.0，隔热笼位置为6.0； [0034] 所述冷却中：控制隔热笼位置为24.0。 [0035] 本发明通过控制两个加热器的输出功率来形成不同的熔化和长晶热场垂直分布梯度，确保长晶过程中的晶体生长的垂直度和长晶速率可控，研究多晶硅锭晶体平均尺寸与垂直热场梯度分布的关系，实现对晶体平均尺寸大小的控制。利用不同择优取向的多晶硅籽晶块，研究双电源铸锭过程中，晶体择优取向的改变与垂直热场梯度分布的关系，研究晶体择优取向的可控工艺。 [0036] 本发明通过控制两个加热器的功率比例来控制硅料的熔融速度，形成均匀的硅料熔融界面，形成稳定的熔融温度热场分布，使得坩埚四周的硅料的熔化速率与坩埚中心保持一致，形成稳定的熔融热场，通过提升隔热笼及与侧壁和顶部加热器的配合，形成可控垂直温度梯度分布，有效控制硅料结晶的速度，形成对硅料平均晶体尺寸的工艺控制。不同的晶体尺寸和晶体均匀度已经被证实与硅片的性能有关。 [0037] 本发明通过选择不同的多晶籽晶块，结合双电源工艺，研究不同择优取向的定向结晶块对于晶体择优晶格取向生长的影响，研究晶体尺寸与定向块择优取向的关系。 [0038] 本发明通过对硅片转换效率与硅片质量关系的追踪，发现对于多晶硅片中晶体尺寸均匀性高，晶体颗粒大，可以提高电池的转换效率约0.4个百分点。这表示电池的性能可以达到效率为17.6-17.8％。这大大提高了产品的质量。该实验完成后，可以形成更为科学、准确的硅片评价体系，提高硅片的质量，形成新的硅片分级方法。 |
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