用于晶体硅铸锭的籽晶层结构制造技术

本申请提供了一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构，包括相邻排布的若干条状籽晶，所述条状籽晶具有沿其长度方向相对设置的两个端面，至少部分所述条状籽晶沿长度方向与另一条状籽晶相抵接，所述条状籽晶抵接在另一条状籽晶上的端面与沿长度方向延伸的直线的夹角设置为45～80度。本申请通过对条状籽晶的端面进行加工设计，调整端面的晶向，引入低界面能态的晶界，降低缺陷密度。

【技术实现步骤摘要】
用于晶体硅铸锭的籽晶层结构
本申请涉及光伏制造
，特别涉及一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构。
技术介绍
自上世纪末以来，随着传统化石能源的危机突显以及人们对清洁能源的关注，光伏产业取得了蓬勃发展。其中，晶体硅电池及光伏组件仍占据整个光伏市场的重要地位。相较于采用直拉法制得的单晶硅棒，通过定向凝固铸造法生产的晶体硅锭具有更好的性价比，但如何降低上述晶体硅锭的缺陷密度则是各厂商一直着重研究的课题。通常地，可将单晶硅棒沿垂直于其轴线的方向切割得到正四边形的方块籽晶，再将若干籽晶紧密排布在坩埚底部得到用于晶体硅铸锭的籽晶层结构，所述籽晶层上放置相应的硅料并经熔融生长得到晶体硅锭。业内目前也已公开有就上述籽晶形态、晶向进行调节，以提高晶体硅铸锭质量的方案，但由于相邻籽晶的接缝较多，晶体生长过程中较难控制位错增殖与缺陷增加。业内也已公开有采用沿单晶硅棒的轴线切割得到扁平长条状的单晶籽晶条进行铸锭的方案，实际生产中，至少部分单晶籽晶条沿长度方向的端面往往也会与另一单晶籽晶条配合相接。因此，有必要对上述单晶籽晶条沿长度方向的端面进行加工设计，得到一种新的用于晶体硅铸锭的籽晶层结构。
技术实现思路
本申请目的在于提供一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构，能够降低缺陷密度，提高晶体硅锭质量。为实现上述申请目的，本申请提供一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构，包括若干条状籽晶，所述条状籽晶具有沿其长度方向相对设置的两个端面，至少部分所述条状籽晶沿长度方向与另一条状籽晶相抵接，所述条状籽晶抵接在另一条状籽晶上的端面与沿长度方向延伸的直线的夹角设置为45～80度。作为本申请的进一步改进，所述条状籽晶还具有水平设置的顶面、沿横向相对设置的两个侧面，所述侧面、端面两者均与所述顶面相垂直。作为本申请的进一步改进，所述顶面与侧面均设置为{110}晶面。作为本申请的进一步改进，所述条状籽晶的厚度设置为10～60mm。作为本申请的进一步改进，所述条状籽晶包括第一条状籽晶与第二条状籽晶，所述第一条状籽晶与第二条状籽晶沿长度方向一一对应设置。作为本申请的进一步改进，所述第一条状籽晶、第二条状籽晶相向一侧的端面相互抵接。作为本申请的进一步改进，所述条状籽晶还包括位于第一条状籽晶与第二条状籽晶之间的第三条状籽晶，所述第三条状籽晶的两个端面分别与第一条状籽晶、第二条状籽晶相抵接。作为本申请的进一步改进，所述条状籽晶还包括第四条状籽晶，所述第一条状籽晶、第二条状籽晶相背离一侧的端面分别与所述第四条状籽晶的两端面相平齐。本申请的有益效果是：采用本申请籽晶层结构，通过对条状籽晶的端面进行设计加工，调整端面的晶向，引入低界面能态的晶界，降低缺陷密度，提高晶体硅锭质量。附图说明图1为本申请籽晶层结构一较佳实施例的平面示意图；图2为图1中第一条状籽晶的结构示意图；图3为本申请籽晶层结构中条状籽晶所采用的单晶硅棒的开方示意图；图4为开方后的硅棒切割示意图；图5为本申请籽晶层结构另一较佳实施例的局部平面示意图；图6为本申请籽晶层结构又一较佳实施例的局部平面示意图。具体实施方式以下将结合附图所示的实施方式对本申请进行详细描述。但该实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。参图1与图2所示，本申请提供的用于晶体硅铸锭的籽晶层结构100包括若干条状籽晶，所述条状籽晶具有沿其长度方向相对设置的两个端面。实际制备过程中，若干条状籽晶沿水平方向相邻排布在相应的坩埚底部，若所述条状籽晶的长度小于坩埚尺寸，则所述条状籽晶就需要沿长度方向与另一条状籽晶相抵接配合。也就是说，至少部分所述条状籽晶沿长度方向与另一条状籽晶相抵接。所述条状籽晶还包括水平设置的顶面、沿横向相对设置的两个侧面，所述侧面、端面两者均与所述顶面相垂直。图2所示y轴方向即为所述条状籽晶的长度方向；两个侧面沿x轴相对设置。需要说明的是，所述条状籽晶沿长度方向的长度通常会大于该条状籽晶的横向宽度，但根据实际生产需求，所述条状籽晶沿长度方向的长度也可以小于该条状籽晶的横向宽度。所述条状籽晶的厚度设置为10～60mm，优选设置为20mm左右，以满足铸锭工艺需求。就沿长度方向相抵接的条状籽晶而言，所述条状籽晶抵接在另一条状籽晶上的端面与沿长度方向延伸的直线的夹角α设置为45～80度，换言之，所述条状籽晶朝向另一条状籽晶的端面与所述侧面呈45～80度倾斜设置。通过改变条状籽晶端面的晶向，引入低界面能态的Σn晶界，降低缺陷产生。此处，所述条状籽晶的顶面、侧面均设置为{110}晶面，所述条状籽晶与坩埚侧壁相接的端面为{100}晶面。结合图3与图4所示，所述条状籽晶由相应的单晶硅棒200切割制得。具体地，先选取<100>晶向的单晶硅棒200进行开方得到方棒201，所述方棒201的两个端面为{100}晶面，且该方棒201的四个周面为{110}晶面；再沿所述方棒201的轴向切割(如图4中虚线所示)得到籽晶胚体202。显然地，所述籽晶胚体202沿长度方向的两个端面为{100}晶面，为克服{100}晶面接触所导致的缺陷增长，我们对部分籽晶胚体202的端面进行二次切割，得到可沿长度方向相抵接配合的条状籽晶。本实施例中，所述条状籽晶包括第一条状籽晶11与第二条状籽晶12，所述第一条状籽晶11、第二条状籽晶12沿长度方向一一对应设置。第一条状籽晶11与第二条状籽晶12相向一侧的端面相互抵接；所述第一条状籽晶11、第二条状籽晶12相背离一侧的端面与与相应的坩埚侧壁相接触。实际应用中，所述第一条状籽晶11、第二条状籽晶12相背离一侧的端面通常还需进行倒角设置，以与相应的坩埚壁贴合更为紧密。还需说明的是，所述第一条状籽晶11、第二条状籽晶12并非长度规格上的定义，而仅为更好地说明所述籽晶层结构100具有沿长度方向相抵接的两个条状籽晶。参图5所示，所述条状籽晶还包括位于第一条状籽晶11与第二条状籽晶12之间的第三条状籽晶13，所述第三条状籽晶13的两个端面分别与第一条状籽晶11、第二条状籽晶12相抵接。也就是说，所述第三条状籽晶13的两个端面均朝所述侧面倾斜设置，优选地，所述第三条状籽晶13的两个端面平行设置。结合图5与图6所示，所述条状籽晶还包括第四条状籽晶14，所述第四条状籽晶14与相应的坩埚尺寸相匹配，即所述第四条状籽晶14的两端面无需另行加工。所述第一条状籽晶11、第二条状籽晶12相背离一侧的端面分别与所述第四条状籽晶14的两端面相平齐。综上所述，针对沿长度方向相抵接配合的条状籽晶，所述籽晶层结构100通过对所述条状籽晶的端面进行加工设计，调整端面的晶向，引入低界面能态的晶界，降低缺陷密度，提高晶体硅锭质量。应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构，包括若干条状籽晶，其特征在于：所述条状籽晶具有沿其长度方向相对设置的两个端面，至少部分所述条状籽晶沿长度方向与另一条状籽晶相抵接，所述条状籽晶抵接在另一条状籽晶上的端面与沿长度方向延伸的直线的夹角设置为45～80度。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构，包括若干条状籽晶，其特征在于：所述条状籽晶具有沿其长度方向相对设置的两个端面，至少部分所述条状籽晶沿长度方向与另一条状籽晶相抵接，所述条状籽晶抵接在另一条状籽晶上的端面与沿长度方向延伸的直线的夹角设置为45～80度。


2.根据权利要求1所述的籽晶层结构，其特征在于：所述条状籽晶还具有水平设置的顶面、沿横向相对设置的两个侧面，所述侧面、端面两者均与所述顶面相垂直。


3.根据权利要求2所述的籽晶层结构，其特征在于：所述顶面与侧面均设置为{110}晶面。


4.根据权利要求1所述的籽晶层结构，其特征在于：所述条状籽晶的厚度设置为10～60mm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，王全志，李林东，陈志军，毛亮亮，周硕，丁云飞，王万圣，邢国强，
申请(专利权)人：苏州阿特斯阳光电力科技有限公司，包头阿特斯阳光能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32