一种制备准单晶硅的铸锭炉及制备准单晶硅的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103205807A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103205807103205807A(43)申请公布日2013.07.17(21)申请号201210583938.1(22)申请日2012.12.28(66)本国优先权数据201110448296.X2011.12.28CN(71)申请人江苏有能光电科技有限公司地址212132江苏省镇江市大港通港路7号(72)发明人吕铁铮李万辉(74)专利代理机构成都高远知识产权代理事务所(普通合伙)51222代理人李高峡全学荣(51)Int.Cl.C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)C30B11/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称一种制备准单晶硅的铸锭炉及制备准单晶硅的方法(57)摘要本发明提供了一种制备准单晶硅的铸锭炉。本发明还提供了一种准单晶硅的制备方法，它是在准单晶铸锭炉中完成准单晶硅的生长，采用热交换装置，利用气体换热，控制温度、调节固液界面，生长准单晶。本发明通过使用特殊的热交换装置，用气体换热的方式替代传统的隔热笼换热方式，能精确控制籽晶温度，解决了固液界面不平坦的问题，提高准单晶比例以及提升硅料利用率。CN103205807ACN1032587ACN103205807A权利要求书1/1页1.一种制备准单晶硅的铸锭炉，其特征在于：包括炉体（1）、坩埚（2）、石墨柱（3）；石墨柱（3）安装在炉体（1）底部，坩埚（2）安装在石墨柱（3）上，炉体（1）和坩埚（2）有导流筒（8）相连；炉体（1）和坩埚（2）之间设有隔热装置（4）；坩埚（2）外部设置有加热装置（5）；坩埚底部设置有热交换装置（6）；热交换装置（6）上有冷气管（61）和热气管（62）与热交换器（7）连接。2.根据权利要求1所述的铸锭炉，其特征在于：所述的热交换装置（6）中冷气由中部进入，进入5×5矩阵或6×6矩阵的分流口，由边缘流出。3.一种制备准单晶硅的方法，它是在权利要求1或2所述的铸锭炉中完成准单晶硅的生长。4.根据权利要求1所述的准单晶硅的制备方法，它包括如下步骤：a、装料：将包含籽晶的原料放入坩埚中，其中籽晶平铺在坩埚底部，在籽晶上部放置原生多晶硅以及掺杂元素，将电阻率调节至1.5Ω.cm；b、加热：在9个小时内将坩埚温度升至1412-1550℃；c、熔化：保持坩埚顶部温度1412-1550℃，开启热交换器的气体阀门，在2小时内将气体流量升为30SLM，且持续供应气体，坩埚底部温度调至1390-1410℃，整个融化过程持续8-10小时；d、长晶：保持坩埚顶部温度1412-1550℃，坩埚底部气体流量在半小时内从30SLM增加至65SLM，底部温度从1390-1410℃迅速降低至1356-1370℃，整个长晶过程持续23-25小时；e、关闭热交换器的气体阀门，坩埚在1356-1370℃退火、冷却，即得准单晶硅锭。5.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：步骤a所述的掺杂元素为硼。6.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：步骤b所述的坩埚温度为1550℃。7.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：c步骤所述的顶部温度为1430℃；所述的坩埚底部温度为1410℃。8.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：所述的d步骤为：保持顶部温度1430℃，底部气体流量由30SLM在半小时内增加至65SLM，此时底部温度由1410℃迅速降低至1356℃，整个长晶过程持续24小时。9.根据权利要求4所述的准单晶硅的制备方法，其特征在于：所述的e步骤在1370℃退火2小时、并冷却10小时即得准单晶硅锭。2CN103205807A说明书1/5页一种制备准单晶硅的铸锭炉及制备准单晶硅的方法技术领域[0001]本发明涉及一种制备准单晶硅的铸锭炉及制备准单晶硅的方法。背景技术[0002]准单晶（MonoLike）是基于多晶铸锭的工艺，在长晶时通过部分使用单晶籽晶，获得外观和电性能均类似单晶的多晶硅片。这种通过铸锭的方式形成单晶硅的技术，其功耗只比普通多晶硅多5%，所生产的单晶硅的质量接近直拉单晶硅。简单地说，这种技术就是用多晶硅的成本，生产单晶硅的技术。[0003]在当今快速发展的光伏行业，高效率和低成本一直是业内人士所追求的目标。晶体硅作为当今最主要的太阳电池材料而广泛应用，而晶体硅市场上单晶硅和多晶硅占主导地位。单晶硅一般采用直拉法（Cz）法制得，使用特定向的单晶籽晶经过化料、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等工序制备，所得晶体具有低缺陷、高效率等优点，但该法对原料及操作要求较高，且每次投炉量少，成本较高；多晶