单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶.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(10)申请公布号CNCN103590098103590098A(43)申请公布日2014.02.19(21)申请号201310573982.9(22)申请日2013.11.15(71)申请人英利集团有限公司地址071051河北省保定市朝阳北大街3399号(72)发明人尚繁周浩郭凯(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人吴贵明张永明(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图1页附图1页(54)发明名称单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶(57)摘要本发明公开了一种单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶。该单晶炉重锤包括重锤本体，设有籽晶连接端；遮挡片，靠近重锤本体的籽晶连接端固定设置在重锤本体上。该单晶炉重锤通过在重锤本体上设置遮挡片，能够有效减缓硅熔体表面的散热速度。散热速度的减缓能够降低硅熔体表面的径向温度梯度，进而降低硅熔体表面的热对流速度。热对流速度的降低能够减缓硅熔体对石英坩埚中氧原子的输送速度，这就使得硅单晶头部的氧含量有所下降，进而减少了硅单晶头部因氧原子而导致的各种缺陷，保证了硅单晶头部光电转换效率。CN103590098ACN103598ACN103590098A权利要求书1/1页1.一种单晶炉重锤，其特征在于，包括：重锤本体（10），设有与籽晶相连的籽晶连接端；遮挡片（110），靠近所述重锤本体（10）的籽晶连接端固定设置在所述重锤本体（10）上。2.根据权利要求1所述的单晶炉重锤，其特征在于，所述遮挡片（110）为环形，套设在所述重锤本体（10）上。3.根据权利要求1所述的单晶炉重锤，其特征在于，所述遮挡片（110）所在平面与所述重锤本体（10）的轴线垂直设置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的单晶炉重锤，其特征在于，所述遮挡片（110）具有朝向所述籽晶连接端的反射面。5.根据权利要求4所述的单晶炉重锤，其特征在于，所述遮挡片（110）中至少所述反射面的材料为钼或硅。6.根据权利要求5所述的单晶炉重锤，其特征在于，所述遮挡片（110）的厚度≥2mm。7.根据权利要求2所述的单晶炉重锤，其特征在于，所述重锤本体（10）设有装配籽晶的连接部（120），所述遮挡片（110）套设在所述连接部（120）上。8.一种单晶炉，包括炉筒，以及设置在所述炉筒内且相对所述炉筒可移动的重锤，其特征在于，所述重锤为权利要求1至7中任一项所述的单晶炉重锤。9.根据权利要求8所述的单晶炉，其特征在于，所述单晶炉重锤的遮挡片（110）与所述炉筒的内壁间的距离大于或等于15mm。10.一种硅单晶的直拉方法，包括以单晶炉直拉制备硅单晶的步骤，其特征在于，所述以单晶炉直拉制备硅单晶的步骤在权利要求8或9所述的单晶炉中进行。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，以单晶炉直拉制备硅单晶的步骤包括：引晶步骤：坩埚转速为8～10rpm，引晶长度为80～150mm，细晶的直径为5～6mm；放肩步骤：晶体提升速度为50～60mm/h，放肩高度为40～50mm；等径步骤：等径前100mm时的晶体生长速度为80～100mm/h。12.一种硅单晶，其特征在于，是由权利要求10或11所述的方法制备而成。2CN103590098A说明书1/6页单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶技术领域[0001]本发明涉及单晶硅制造领域，具体而言，涉及一种单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶。背景技术[0002]随着能源紧缺问题日益严重，人们对太阳能发电的需求不断增加，光伏市场的竞争日趋激烈。目前的光伏行业中，光伏电池是基于硅材料制作的发电系统的基本单元，而硅单晶是制作光伏电池的一种重要基材。硅单晶的主要制作方法为直拉法（CZ法）。直拉硅单晶的方法是用一块具有所需晶向的单晶硅作为籽晶，使硅熔体中的硅在籽晶上进行生长。所生长的硅单晶就像是籽晶的复制品，具有和籽晶相同的晶向。硅单晶是在直拉单晶炉中形成的，主要通过化料、引晶、放肩、等径、收尾和冷却等工艺形成硅单晶。在形成过程中，埚转（坩埚转速）、晶转（硅晶体转速）、生长速度及温度补偿等工艺参数都是影响硅单晶品质的重要因素。[0003]但是，目前经过直拉法所形成的硅单晶中，硅单晶头部（约等径计长前100mm）的缺陷较多，进而使得硅单晶头部的光电转换效率较低。这样的硅单晶头部不符合光伏电池对基材的参数要求，必须去除其中不能利用的部分。这就会降低硅单晶的利用率，增加生产成本。为了提高硅单晶头部的品质，研究人员采用的主要方法是调节工艺参数。但这种形式单一的调节方式，对硅单晶品质的控制范围有限，调节