掺氮P型硅母合金及制备方法、掺氮多晶硅锭及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112251805A(43)申请公布日2021.01.22(21)申请号201910661844.3(22)申请日2019.07.22(71)申请人洛阳阿特斯光伏科技有限公司地址471023河南省洛阳市洛龙区科技园关林大道10号申请人阿特斯光伏电力（洛阳）有限公司(72)发明人李煜燚翟传鑫李飞龙熊震朱军(74)专利代理机构苏州威世朋知识产权代理事务所(普通合伙)32235代理人韩晓园(51)Int.Cl.C30B29/06(2006.01)C30B28/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页(54)发明名称掺氮P型硅母合金及制备方法、掺氮多晶硅锭及制备方法(57)摘要本发明提供了一种掺氮P型硅母合金及制备方法、掺氮多晶硅锭及制备方法，掺氮P型硅母合金的制备方法包括如下步骤：投料，将硅料及氮化硼投入铸锭炉内；多晶铸锭，在铸锭炉内依次通过抽真空、加热、熔化、长晶、退火、冷却步骤生产掺氮P型硅母合金晶锭。将所述氮化硼与所述硅料混合后，采用多晶铸锭方法，在获得所需要电阻率母合金的同时将氮元素引入母合金中，进而在生产多晶硅锭时，将氮元素引入其中，可增加其机械强度，有效降低切片等过程的碎片率，大幅降低成本。另外，该方法使用多晶铸锭炉生产掺氮P型硅母合金，可增加母合金产量，降低生产成本。CN112251805ACN112251805A权利要求书1/2页1.一种掺氮P型硅母合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：投料，将硅料及氮化硼投入铸锭炉内；多晶铸锭，在铸锭炉内依次通过抽真空、加热、熔化、长晶、退火、冷却步骤生产掺氮P型硅母合金晶锭。2.根据权利要求1所述的掺氮P型硅母合金的制备方法，其特征在于：所述硅料中含有的硼元素的量、氮化硼中的硼元素的量之和与预形成的掺氮P型硅母合金中的硼元素的量一致。3.根据权利要求2所述的掺氮P型硅母合金的制备方法，其特征在于：所述硅料中的硼元素的浓度低于预形成的掺氮P型硅母合金中硼元素的浓度。4.根据权利要求3所述的掺氮P型硅母合金的制备方法，其特征在于：所述硅料为P型硅料，电阻率大于1Ωcm，纯度在99.9999％以上。5.根据权利要求1～4任意一项所述的掺氮P型硅母合金的制备方法，其特征在于：还包括：投料前，根据预形成的掺氮P型硅母合金锭中硼元素的浓度、所述硅料中所含硼元素的浓度，计算所需要添加的氮化硼的用量。6.根据权利要求5所述的掺氮P型硅母合金的制备方法，其特征在于：计算方法包括：根据公式1计算所述硅料中的硼元素浓度，公式1：N0为所述硅料中硼元素的浓度，ρ1为所述硅料电阻率；根据公式2计算所述硅料及所述氮化硼中的硼元素在预形成的掺氮P型硅母合金晶锭中的浓度，公式2：N1所述硅料及所述氮化硼中硼元素在预形成的掺氮P型硅母合金晶锭中的浓度，M为所述硅料用量，m为所述氮化硼用量；根据公式3计算出所述硅料及所述氮化硼中硼元素在硅熔体内不同高度的分凝浓度，公式3：N2为所述硅料及所述氮化硼中硼元素在硅熔体内不同高度的分凝浓度，f为分凝分数,k为硼元素在硅中的分凝系数；根据公式4计算预形成的掺氮P型硅母合金晶锭中不同高度的电阻率，公式4：ρ为预形成的掺氮P型硅母合金晶锭中不同高度的电阻率。7.根据权利要求1所述的掺氮P型硅母合金的制备方法，其特征在于：多晶铸锭步骤具体包括：抽真空具体包括：抽真空至0.05mbar及以下，开始运行铸锭炉；和/或，加热具体包括：设定加热功率，从0逐渐增加至80％，运行8h～10h，此过程中，不2CN112251805A权利要求书2/2页断通入氩气，压强逐步增加至600mbar；当TC1温度达到1500℃时，进入熔化阶段；和/或，熔化具体包括：此过程运行8h～10h，TC1温度保持在1530℃～1550℃之间，压强保持在600mbar；和/或，长晶具体包括：进入长晶阶段，打开隔热笼以释放热量，此过程运行28h～32h，TC1温度保持在1400℃～1430℃，压强保持在600mbar；和/或，退火具体包括：进入退火阶段，关闭隔热笼，TC1温度降至退火温度，压强保持在600mbar，此过程运行2h～3h；和/或，冷却具体包括：进入冷却阶段，隔热笼逐渐打开至最大高度，并逐步增加氩气进气量，压强增大至750mbar，当TC2温度降至450℃时停炉出锭。8.一种掺氮P型硅母合金，其特征在于：由权利要求1～7中任意一项制备所得。9.一种掺氮多晶硅锭的制备方法，其特征在于，包括权利要求1～7任意一项所述的掺氮P型硅母合金的制备方法。10.一种掺氮多晶硅锭，其特征在于：由权利要求9制备所得。3CN112251805A说明书1/5页掺氮P型硅母合金及制备方法、掺氮多晶硅锭及制备方法技术领域[0001]本申请涉及多