一种偏心的直拉硅单晶炉及其拉晶工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115323481A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202210922506.2(22)申请日2022.08.02(71)申请人山西潞安太阳能科技有限责任公司地址046000山西省长治市高新区漳泽新型工业园区(72)发明人张波赵彩霞杨旭彪杨飞飞梁玲吕涛(74)专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司14101专利代理师耿联军(51)Int.Cl.C30B15/30(2006.01)C30B15/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种偏心的直拉硅单晶炉及其拉晶工艺(57)摘要本发明涉及太阳能电池生产领域，一种偏心的直拉硅单晶炉，包括炉体、坩埚、籽晶杆，坩埚安装在炉体内部，坩埚内部装有熔融硅液，坩埚偏离坩埚轴中心线自转转动；籽晶杆安装在炉体内部，籽晶杆沿着自身轴中心线自转转动，籽晶杆沿着自身轴向相对所述坩埚可升降。本发明坩埚偏离坩埚轴中心线自转相当于增大了坩埚口径，因此对杂质的分离效果大于不偏心的坩埚。CN115323481ACN115323481A权利要求书1/1页1.一种偏心的直拉硅单晶炉，其特征在于：包括炉体、坩埚、籽晶杆，坩埚安装在炉体内部，坩埚内部装有熔融硅液，坩埚偏离坩埚轴中心线自转转动；籽晶杆安装在炉体内部，籽晶杆沿着自身轴中心线自转转动，籽晶杆沿着自身轴向相对所述坩埚可升降。2.根据权利要求1所述的一种偏心的直拉硅单晶炉，其特征在于：坩埚转动的中心线与籽晶杆转动的中心线重合。3.根据权利要求1所述的一种偏心的直拉硅单晶炉，其特征在于：该直拉硅单晶炉还包括进气管和分流挡板，分流挡板为固定在罩体上的栅栏状环形板，进气管处于分流挡板上方。4.根据权利要求1所述的一种偏心的直拉硅单晶炉，其特征在于：坩埚安装在第一电机的输出轴上，并通过支撑架将坩埚底部稳定固定在第一电机的输出轴上，第一电机的输出轴中心线与坩埚轴中心线不重合。5.根据权利要求1所述的一种偏心的直拉硅单晶炉，其特征在于：该直拉硅单晶炉还包括罩体、升降装置，籽晶杆位于罩体内，籽晶杆通过连接绳连接升降装置。6.根据权利要求5所述的一种偏心的直拉硅单晶炉，其特征在于：升降装置包括螺柱、齿轮、第二电机，螺柱有多根并且都啮合在齿轮的周侧，多根螺柱在同一个水平面的投影处于一个圆上，多根螺柱中一根螺柱的上端安装在第三电机的输出轴上，其它螺柱的上端都直接固定在炉体内侧顶部，第三电机的底座固定在炉体内侧顶部，第三电机转动时，带动齿轮转动，齿轮在转动过程中上升或者下降，齿轮在上升或者下降过程中带动第三电机上升或者下降，第三电机的输出轴连接籽晶杆，从而实现籽晶杆沿着自身轴中心线自转转动，且可以实现沿着自身轴向相对所述坩埚上升或者下降。7.一种利用权利要求1偏心的直拉硅单晶炉进行拉晶的工艺，其特征在于：籽晶杆带着硅棒缓慢上升的同时，熔融硅液中的籽晶或硅片下部在结晶，籽晶杆每缓慢上升1‑2厘米后，籽晶杆在1‑2秒钟时间内下降2‑3厘米，然后再在1‑2秒钟时间内上升2‑3厘米，然后再在1‑2秒钟时间内缓慢上升1‑2厘米进而使刚刚完成结晶的硅棒底部重结晶，减少原生缺陷。8.一根据权利要求7种偏心的直拉硅单晶炉进行拉晶的工艺，其特征在于：坩埚偏离坩埚轴中心线自转转动同时，熔融硅液中的籽晶或硅片下部在结晶，由于坩埚转动的中心线偏离坩埚轴中心线，进而使杂质处于距离坩埚转动的中心线最远的坩埚壁处，减少了熔融硅液中的籽晶或硅片下部对应位置的杂质。2CN115323481A说明书1/4页一种偏心的直拉硅单晶炉及其拉晶工艺技术领域[0001]本发明涉及太阳能电池生产领域，特别涉及直拉硅单晶炉领域。背景技术[0002]太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。目前，以光伏效应工作的晶硅太阳能电池为主流，晶硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池。[0003]单晶硅太阳能电池发电效率高于多晶硅太阳能电池，单晶硅太阳能电池得到越来越广泛的应用。单晶硅片的质量决定单晶硅太阳能电池的质量，因此，提高单晶硅片的质量至关重要。单晶硅片由单晶硅棒去皮后切割而成，在拉制单晶硅棒的过程中，主要的原生缺陷，根据不同的检测方法可将其命名为：晶体原生缺陷(CrystalOriginatedParticle，简称COP)、流动图案缺陷(FlowPatternDefect，简称FPD)、或者激光散射层析缺陷(Laserscatteringtopographydefect，简称LSTD)。晶体原生缺陷形成主要是由空位和自间隙硅原子的过饱和度引起的，可以通过减少熔融硅中的杂质以及保持熔融硅内部温度的均匀性来减少晶体原生缺陷。此外空洞型缺陷的形成通常经过