一种多晶硅锭及其制备方法和用于制备多晶硅锭的铸锭炉.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CN106222743A(43)申请公布日2016.12.14(21)申请号201610830025.3(22)申请日2016.09.19(71)申请人江西赛维LDK太阳能高科技有限公司地址338000江西省新余市高新经济开发区赛维工业园专利办公室(72)发明人罗鸿志胡动力刘海(74)专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人郝传鑫熊永强(51)Int.Cl.C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称一种多晶硅锭及其制备方法和用于制备多晶硅锭的铸锭炉(57)摘要本发明提供了一种多晶硅锭的制备方法，包括：将多晶硅料和掺杂剂加入到多晶硅铸锭炉的坩埚内，掺杂剂为含有P型掺杂元素的单质、合金、氧化物和氮化物中的一种或多种，P型掺杂元素包括镓、铟和铝中的至少一种；在保护气体存在下，加热使多晶硅料和掺杂剂完全熔化形成硅熔体，调节铸锭炉温度，使硅熔体开始长晶得到硅晶体，在长晶过程中，当硅晶体的电阻率达到临界电阻率时，向坩埚内通入含N型掺杂元素的气体，使由硅熔体生长出的硅晶体的电阻率被调控到目标电阻率，硅熔体继续长晶，待坩埚内的硅熔体结晶完毕后，得到多晶硅锭，临界电阻率为0.9-1.1Ω·cm，目标电阻率为1-3Ω·cm。本发明通过在硅熔体长晶阶段通入含N型掺杂元素的气体，能有效提高晶体硅的合格率。CN106222743ACN106222743A权利要求书1/1页1.一种多晶硅锭的制备方法，其特征在于，包括：将多晶硅料和掺杂剂加入到多晶硅铸锭炉的坩埚内，所述掺杂剂为含有P型掺杂元素的单质、合金、氧化物和氮化物中的一种或多种，所述P型掺杂元素包括镓、铟和铝中的至少一种；在保护气体存在下，加热使所述多晶硅料和所述掺杂剂完全熔化形成硅熔体，调节所述多晶硅铸锭炉的温度，使所述硅熔体开始长晶得到硅晶体，在长晶过程中，当所述硅晶体的电阻率达到临界电阻率时，向所述坩埚内通入含N型掺杂元素的气体，使由所述硅熔体生长出的硅晶体的电阻率被调控到目标电阻率，所述硅熔体继续长晶，待所述坩埚内的硅熔体结晶完毕后，得到多晶硅锭，所述临界电阻率为0.9-1.1Ω·cm，所述目标电阻率为1-3Ω·cm。2.如权利要求1的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，向所述坩埚内通入的所述含N型掺杂元素的总原子体积浓度为所述P型掺杂元素初始原子体积浓度的0.001-0.5倍。3.如权利要求1的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，所述含N型掺杂元素的气体为磷化氢或三氯氧磷气体。4.如权利要求1的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，在所述多晶硅料中，所述P型掺杂元素的初始原子体积浓度为1×1015-4×1019atmos/cm3。5.如权利要求4的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，所述P型掺杂元素还包括硼元素，所述硼元素在多晶硅料中的初始原子体积浓度为1×1015-1×1016atmos/cm3。6.如权利要求1的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，向所述坩埚内通入至少一次所述含N型掺杂元素的气体。7.如权利要求6的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，向所述坩埚内分段通入1-4次所述含N型掺杂元素的气体。8.如权利要求1的多晶硅锭的制备方法，其特征在于，所述将多晶硅料和掺杂剂加入到多晶硅铸锭炉内的具体操作为：先在所述坩埚底部铺设多晶硅料，当铺设的多晶硅料的重量达到全部多晶硅料重量的1/3-2/3时，在多晶硅料上方放置掺杂剂，然后继续加入剩余的多晶硅料。9.一种多晶硅锭，其特征在于，按照如权利要求1-8中任一权利要求的制备方法制得。10.一种用于制备多晶硅锭的铸锭炉，其特征在于，包括坩埚和设置在所述坩埚上方的气体通道，所述气体通道上设有一分支管道，所述分支管道与含N型掺杂元素的气体源连接，用于向所述坩埚通入含N型掺杂元素的气体。2CN106222743A说明书1/9页一种多晶硅锭及其制备方法和用于制备多晶硅锭的铸锭炉技术领域[0001]本发明涉及太阳能电池材料技术领域，具体涉及一种多晶硅锭及其制备方法和用于制备多晶硅锭的铸锭炉。背景技术[0002]在光伏产业的各类太阳能电池中，多晶硅太阳能电池占有极其重要的地位，目前占据着光伏市场约75％以上的份额。生产多晶硅太阳能电池的硅片材料多是由多晶硅铸锭经加工制成。[0003]对于多晶硅太阳能电池，其光电转换效率是与硅片的电阻率是密切相关的。一般而言，对于高效率太阳电池的制备，多晶硅材料的电阻率要控制在1-3Ω·cm的范围，同时电阻率纵向分布跨度尽可能地小。因此，为了满足电池片加工的要求，必须在多晶硅生长过程中通过调节掺杂剂的浓度获得要求的电学性能。[0004]目前常用的掺杂剂有III族元素硼、铝、镓、铟(制备P