一种多晶硅锭的铸造方法.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CN104562193A(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201510052392.0(22)申请日2015.01.30(71)申请人扬州荣德新能源科技有限公司地址225131江苏省扬州市出口加工区扬子江南路9号(72)发明人常传波杨振帮袁聪冯琰(74)专利代理机构北京金信知识产权代理有限公司11225代理人朱梅师杨(51)Int.Cl.C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种多晶硅锭的铸造方法(57)摘要本发明公开了一种多晶硅锭的铸造方法，包括：装料，即将硅料装填入喷涂有氮化硅涂层的坩埚中；加热，即使用多晶炉对上步所得坩埚进行加热；融化成核，即通过加热使坩埚中的硅料融化，当硅料从坩埚底部漂起时立即进行开笼冷却，以形成晶核；和长晶，即使硅晶进行生长。使用本发明提供的方法生产多晶硅锭具有生产周期短，成本低，硅锭质量高等特点，所得多晶硅片具有晶粒尺寸均匀，缺陷密度小，硅片光电转化效率高等特点。CN104562193ACN104562193A权利要求书1/2页1.一种多晶硅锭的铸造方法，包括：步骤A)：装料，即将硅料装填入喷涂有氮化硅涂层的坩埚中；步骤B)：加热，即使用多晶炉对步骤A)所得坩埚进行加热；步骤C)：融化成核，即通过加热使坩埚中的硅料融化，当硅料从坩埚底部漂起时立即进行开笼冷却，以形成晶核；和步骤D)：长晶，即使步骤C)中得到的晶核进行生长。2.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，所述铸造方法包括以下步骤：步骤A)：将硅料装填入喷涂有氮化硅涂层的坩埚中；步骤B)：对步骤A)中得到的坩埚进行加热至1500～1530℃；步骤C)：将步骤B)中得到的坩埚升温至1550～1560℃,当硅料从坩埚底部漂起时，打开隔热笼至隔热笼最大开度的1/2～1/3，并将温度设定下调5～10℃，保持该隔热笼开度和下调后的温度设定10～30分钟，将温度设定升至1550～1560℃并降低隔热笼开度至隔热笼最大开度的1/5～1/10，继续以1550～1560℃的温度设定融化5～7小时，然后再次提升隔热笼开度至上一开度的1.6～1.8倍并将温度设定为1520～1530℃,保持该隔热笼开度和1520～1530℃的温度设定至漂浮在表面的硅料融化，继续保持该隔热笼开度和1520～1530℃的温度设定至晶体高度为1～2cm；步骤D)：进行长晶，长晶结束后，退火、冷却，即得到所述多晶硅锭。3.根据权利要求1或2所述的铸造方法，其特征在于，步骤A)所述装料包括以下步骤：步骤A1)：筛选长度为3～12mm的碎硅料，经过酸洗后漂洗至无酸残留，干燥，得到铺底料a；分选厚度在3～5cm，尺寸在156mm×156mm的硅料，得到铺底料b；步骤A2)：在坩埚底部均匀撒一层上述铺底料a，直至不能目视到坩埚底部涂层为止，然后将上述铺底料b铺在铺底料a之上，铺底料b的硅料之间不留缝隙；步骤A3)：将边皮回收料铺在坩埚四周，然后将晶砖回收料、头尾回收料或棒料堆放在边皮回收料内侧，将块料或碎料装填在所述晶砖回收料、头尾回收料或棒料形成的空间内，依次往上，直至将坩埚装满。4.根据权利要求1或2所述的铸造方法，其特征在于，步骤B)所述加热可通过如下方式进行：先将多晶炉的功率设定值设定为最大功率的65％～70％，待温度升高至1500～1530℃时，将多晶炉的加热方式由功率控制转换为温度控制。5.根据权利要求1或2所述的铸造方法，其特征在于，步骤C)所述硅料漂起是根据坩埚底部温度TC2进行判断，当TC2为1415～1425℃时，视为硅料漂起。6.根据权利要求2所述的铸造方法，其特征在于，所述步骤C)的操作方法包括：(1)进入融化阶段后，M1：坩埚上部温度TC1升至1550～1560℃，当坩埚底部温度TC2升至1415～1425℃时，跳步至M2；(2)M2：用5～15分钟打开隔热笼开度到14～18cm，并将TC1设定温度较前一步骤下调5～10℃；(3)M3：设定保持M2隔热笼开度10～30分钟，温度设定值与M2相同；(4)M4：用10～20分钟将隔热笼开度降至4.5～6cm，温度设定与M1相同；(5)M5：设定隔热笼保持与M4相同开度5～7小时，温度保持与M4相同；(6)M6：用10～15分钟将隔热笼开度升至8～10cm，温度设定为1520～1530℃；2CN104562193A权利要求书2/2页(7)M7：隔热笼开度与温度设定与M6相同，时间设定为3～5小时。7.根据权利要求6所述的铸造方法，其特征在于，所述操作方法在步骤(7)之后还包括：(8)M8：用10～15分钟将隔热笼升至12～15cm，温度设定为1460～1