一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其制备方法为，在铸锭用的硅料中加入磷粉进行长晶后切片制得N型类单晶，利用此方法制作的N型类单晶，真正的做到了无衰减，提高晶锭和硅片的少子寿命，提高了生产效率，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多晶硅铸造、光伏新能源
，具体涉及一种低衰减、高效率的N 型类单晶的制备方法。
技术介绍
目前现有铸造类单晶所使用的掺杂元素为硼元素，硅片的导电类型为P型，这种 硅片由于使用硼元素，在氧杂质的影响下，形成硼氧复合体，对少数载流子是个不利的影响 因素；P型准单晶硅片在制作电池片中由于硼氧复合体的缘故，受光下会产生少子寿命衰 减，导致电池的转换效率降低。 现有的P型单晶、P型类单晶、N型单晶存在以下不足： (1) 基于直拉法P型单晶硅生产的电池片，由于掺杂元素是硼元素，有硼氧复合的影 响，光衰减率为2%以上，而基于类单晶铸锭所生产的P型电池硅片衰减率降低至0. 5% ; (2) 在N型技术下，N型直拉单晶硅由于没有使用硼元素，实现无衰减，但是受到热场尺 寸的影响，生产成本高； (3 )基于现有铸造发生产的P型类单晶，坩埚尺寸小于1045毫米，晶锭边缘会形成部分 多晶斜向晶，边缘晶砖有8-12毫米的低少子区域，这些区域将影响硅片的转换效率和电池 的外观； (4)通过直拉单晶生产的单晶棒为圆柱形，制作太阳能电池的片需要将四周切掉，所有 硅片利用率仅有50%左右，而类单晶铸锭法生产的方形单晶硅片为方形，四周不需要去角。 所有硅料的利用率可以提升至65%以上。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方 法，利用此方法制作的N型类单晶，真正的做到了无衰减，提高晶锭和硅片的少子寿命，提 高了生产效率，降低了生产成本。 为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是： 一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其制备方法为，在铸锭用的硅料中加入 磷粉进行长晶后，切片制得N型类单晶。 上述一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其具体制备方法如下： (1) 在铸锭用的硅料中，根据目标电阻率计算相应需要的磷粉的克数，在硅料装填到增 大坩埚2/3高度时，均匀分散的放置磷粉； (2) 将800- 1000kg的硅料装料至增大坩埚中；坩埚底部铺上100晶向的单晶籽晶； (3) 正常进行加热、熔化，并用高纯石英棒测量增大坩埚底部籽晶的高度，当增大坩埚 底部温度为1360-1420°C，底部籽晶高度在5-10毫米时，结束熔化过程，快速降温进入长晶 阶段； (4) 进如长晶阶段后，打开隔热笼，使增大坩埚底部形成温度场，开始形核，随着温度的 不断下降，晶粒开始沿着底部为熔化的籽晶向上生长，直至长晶结束得晶锭，经2-3小时低 温退火，10-12小时冷却后出炉，待晶锭表面温度降至50°C后经开方机进行切方，刻切成36 个小金砖，在根据棒长的搭配上切片进行切薄片，一个晶锭即可得到18000-36000片N型类 单晶片。 上述一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其中，所述增大坩埚的尺寸为 长度为1060mm、宽度为1060mm、高度为480-600mm，所述增大坩埚内部的四个侧壁均涂覆一 层高纯石英砂涂层，有效阻止了坩埚内部杂质向晶锭中的扩散，同时由于尺寸上的增大，晶 锭边缘实现了无红区。 上述一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其中，所述硅料为原生硅料， 回收硅料，提纯硅料中一种或几种的组合。 上述一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其中，所述100晶向的单晶籽 晶为单晶晶棒按照100晶向进行切割，得到的长方形或者是正方形的块状籽晶，籽晶厚度 在10-20毫米，籽晶表面打磨光滑平整。 本专利技术的有益效果为： 1) 将掺杂元素由硼元素，改为磷元素，在铸锭过程中磷不会与氧杂质形成符合体，主要 是掺磷硅片的导电类型是N型，N型硅片中少子载流子为空穴，不会形成少子影响少子寿命 的复合中心； 2) 采用特制的增大坩埚，消除坩埚边缘引起的多晶斜向晶和低少子区域，真正做到全 单晶，整锭单晶覆盖率达90%以上。【附图说明】 图1为铸造法P型多晶硅片图。 图2为本专利技术制得的N型类单晶硅片图。 图3为普通坩埚铸造类单晶的少子拼图。 图4为增大坩埚铸造类单晶的少子拼图。【具体实施方式】 -种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其具体制备方法如下： (1) 在铸锭用的原生硅料中，根据目标电阻率计算相应需要的磷粉的克数，在硅料装填 到增大坩埚2/3高度时，均匀分散的放置磷粉； (2) 将900kg的硅料装料至增大坩埚中；坩埚底部铺上100晶向的单晶籽晶；所述 100晶向的单晶籽晶为单晶晶棒按照100晶向进行切割，得到的长方形或者是正方形的块 状籽晶，籽晶厚度在10-20毫米，籽晶表面打磨光滑平整；所述增大坩埚的尺寸为长度为 1060mm、宽度为1060mm、高度为480-600mm，所述增大坩埚内部的四个侧壁均涂覆一层高纯 石英砂涂层，有效阻止了坩埚内部杂质向晶锭中的扩散，同时由于尺寸上的增大，晶锭边缘 实现了无红区； (3) 正常进行加热、熔化，并用高纯石英棒测量增大坩埚底部籽晶的高度，当增大坩埚 底部温度为1360-1420°C，底部籽晶高度在5-10毫米时，结束熔化过程，快速降温进入长晶 阶段； (4)进如长晶阶段后，打开隔热笼，使增大坩埚底部形成温度场，开始形核，随着温度的 不断下降，晶粒开始沿着底部为熔化的籽晶向上生长，直至长晶结束得晶锭，经2-3小时低 温退火，10-12小时冷却后出炉，待晶锭表面温度降至50°C后经开方机进行切方，刻切成36 个小金砖，在根据棒长的搭配上切片进行切薄片，一个晶锭即可得到36000片N型类单晶 片。 目标电阻率计算公式为：P为电阻率、N为磷粉浓度。 将本专利技术制得的N型类单晶硅片与其他类型的晶片或硅片进行电池实验，实验结 果如下：使用本专利技术的方法制备N型类单晶片与制造 N型单晶硅片原料的用量和出片数量对比 如下：由附图1和附图2对比可以看出：由于直拉法单晶为圆形边角的倒角大，而铸造发的单 晶边角倒角小，利用率高于直拉法的单晶。 由附图3和附图4对比可以看出，普通坩埚铸造类单晶的边缘红区宽度为8_12mm， 增大坩埚铸造类单晶的边缘无红区。 这里本专利技术的描述和应用是说明性的，并非想将本专利技术的范围限制在上述实施例 中，因此，本专利技术不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本专利技术保护 的范围内。【主权项】1. 一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其特征为，其制备方法为：在铸锭用 的硅料中加入磷粉进行长晶后，切片制得N型类单晶。2. -种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其特征为，其具体制备方法如下： (1) 在铸锭用的硅料中，根据目标电阻率计算相应需要的磷粉的克数，在硅料装填到增 大坩埚2/3高度时，均匀分散的放置磷粉； (2)将800- 1000kg的硅料装料至增大坩埚中；坩埚底部铺上100晶向的单晶籽晶； (3)正常进行加热、熔化，并用高纯石英棒测量增大坩埚底部籽晶的高度，当增大坩埚 底部温度为1360-1420°C，底部籽晶高度在5-10毫米时，结束熔化过程，快速降温进入长晶 阶段； (4)进如长晶阶段后，打开隔热笼，使增大坩埚底部形成温度场，开始形核，随着温度的 不断下降，晶粒开始沿着底部为熔化的籽晶向上生长，直至长晶结束得晶锭，经2-3小时低 温退火，10-12小时冷却后出炉，待晶锭表面温度降至5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低衰减、高效率的N型类单晶的制备方法，其特征为，其制备方法为：在铸锭用的硅料中加入磷粉进行长晶后，切片制得N型类单晶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：司荣进，王海庆，王禄宝，
申请(专利权)人：江苏美科硅能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32