用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法，该籽晶层结构包括若干籽晶组，每一籽晶组包括若干沿第一方向依次排布的籽晶，所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面，所述籽晶组中两个相邻籽晶间的接缝与另一相邻籽晶组中位置相对应的两个相邻籽晶间的接缝呈错位设置。采用上述籽晶层结构进行晶体硅锭的生产，相邻籽晶间的接缝可在铸锭过程中形成稳定的三叉晶界，减少位错增殖，降低缺陷密度。降低缺陷密度。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与晶体硅锭的生产方法


[0001]本专利技术涉及光伏制造
，特别涉及一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]业内已公开有通过温度梯度配合坩埚内温场控制改善晶体硅铸锭的技术方案；同时也公开有通过对籽晶形态、晶向进行调节进行铸锭的方案。但上述方案大多是将籽晶按照十字拼接的方式排放在坩埚底部，十字晶界不稳定，长晶过程受界面张力、晶体的生长和退火应力作用，位错增殖，缺陷增加。
[0004]因此，有必要提供一种新的用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法，能够降低位错及缺陷密度，提高晶体硅锭质量。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构，包括若干籽晶组，每一籽晶组包括若干沿第一方向依次排布的籽晶，所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面，所述籽晶组中两个相邻籽晶间的接缝与另一相邻籽晶组中位置相对应的两个相邻籽晶间的接缝呈错位设置。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述籽晶包括在单晶硅棒上沿不同晶面切割得到的第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶三者的顶面均为{100}晶面。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述第一籽晶的四周边缘最多与六个籽晶拼接，且该六个籽晶中包括三个第二籽晶和三个第三籽晶。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，每一籽晶组内的第一籽晶、第二籽晶、第三籽晶依次顺序排列。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶三者外形一致且均设置呈扁平的方块状。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述籽晶组的首端或末端还设有边缘籽晶，以使得相邻所述籽晶组的两端相齐平。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述边缘籽晶由第一籽晶或第二籽晶或第三籽晶切割
制得，且所述边缘籽晶的顶面面积小于第一籽晶、第二籽晶及第三籽晶的顶面面积。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，每一籽晶组内仅设有一个边缘籽晶，且任意两个相邻的籽晶组中，其中一个籽晶组内的边缘籽晶位于该籽晶组的首端，而另一个籽晶组内的边缘籽晶则位于该籽晶组的末端。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述籽晶组中两个相邻籽晶的接缝与另一相邻籽晶组中相对应的两个相邻籽晶的接缝沿第一方向的错位长度不小于5mm。
[0016]本专利技术还提供一种晶体硅锭的生产方法，主要包括：
[0017]切割得到若干籽晶，所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面；
[0018]选取若干籽晶沿第一方向依次排布得到籽晶组，再将若干籽晶组沿垂直于第一方向的第二方向排布得到籽晶层结构，使得任一籽晶组中两个相邻籽晶间的接缝与另一相邻籽晶组中相对应的两个籽晶间的接缝呈错位设置；
[0019]将硅料放置在籽晶层结构上，加热至硅料熔化，再经定向凝固得到相应的晶体硅锭。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述若干籽晶由同一单晶硅棒切割得到；或者，所述若干籽晶由至少两根单晶硅棒切割得到。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述“切割得到若干籽晶”，包括：在单晶硅棒上沿既定方向切割得到第一籽晶；
[0022]将单晶硅棒旋转第一偏转角，再沿同样的方向切割得到第二籽晶；
[0023]将单晶硅棒旋转第二偏转角，再沿同样的方向切割得到第三籽晶。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，具体包括：
[0025]选取<100>晶向的单晶硅棒，并沿{100}晶面切割得到第一籽晶；
[0026]将所述单晶硅棒沿其轴向顺时针旋转第一偏转角，切割得到第二籽晶。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，所述第一偏转角与第二偏转角大小一致，方向相反。
[0028]作为本专利技术的进一步改进，所述第一偏转角、第二偏转角两者均设置为25～35
°
。
[0029]作为本专利技术的进一步改进，所述籽晶组内的第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶沿第一方向依次顺序排布，且所述籽晶层结构中任意两个第一籽晶、两个第二籽晶、两个第三籽晶不相接触。
[0030]作为本专利技术的进一步改进，所述“切割得到若干籽晶”，还包括：切割得到边缘籽晶，再将所述边缘籽晶设置在所述籽晶组的一端，使得相邻籽晶组的两端相齐平。
[0031]作为本专利技术的进一步改进，所述边缘籽晶由第一籽晶或第二籽晶或第三籽晶沿垂直第一方向的第二方向切割制得。
[0032]作为本专利技术的进一步改进，所述籽晶组中两个相邻籽晶的接缝与另一相邻籽晶组中相对应的两个相邻籽晶的接缝沿第一方向的错位长度不小于5mm。
[0033]本专利技术的有益效果是：采用本专利技术籽晶层结构与晶体硅锭的生产方法，通过将不同籽晶组的籽晶错位排布以形成丁字型的接缝，能在晶体硅锭生长过程中形成稳定的三叉晶界，降低位错与缺陷密度，提高晶体硅锭质量。
附图说明
[0034]图1为本专利技术籽晶层结构一较佳实施例的平面示意图；
[0035]图2为本专利技术籽晶层结构中第一籽晶的晶向结构示意图；
[0036]图3为本专利技术籽晶层结构中第二籽晶的切割方向示意图；
[0037]图4为本专利技术晶体硅锭的生产方法的主要过程示意图。
具体实施方式
[0038]以下将结合附图所示的实施方式对本专利技术进行详细描述。但该实施方式并不限制本专利技术，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专利技术的保护范围内。
[0039]参图1至图3所示，本专利技术提供的用于晶体硅铸锭的籽晶层结构100包括若干籽晶组10，每一籽晶组10包括若干沿第一方向依次排布的籽晶。所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面，若干所述籽晶的顶面属于同样的晶面。
[0040]所述籽晶组10中两个相邻籽晶的接缝与另一相邻籽晶组10中相对应的两个相邻籽晶的接缝错位设置，也就是说，相邻籽晶组中不同的籽晶形成丁字型的接缝。其中，所述籽晶组10中两个相邻籽晶的接缝与另一相邻籽晶组10中相对应的两个相邻籽晶的接缝沿第一方向的错位长度不小于5mm。后续长晶过程中，相应的丁字型晶界在界面张力作用下逐渐形成稳定的三叉晶界，相较于传统的十字晶界，能够有效降低位错增殖，减少缺陷。
[0041]本实施例中，所述籽晶组10包括依次排放第一籽晶A、第二籽晶B与第三籽晶C，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于晶体硅铸锭的籽晶层结构，包括若干籽晶组，每一籽晶组包括若干沿第一方向依次排布的籽晶，所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面，其特征在于：所述籽晶组中两个相邻籽晶间的接缝与另一相邻籽晶组中位置相对应的两个相邻籽晶间的接缝呈错位设置。2.根据权利要求1所述的籽晶层结构，其特征在于：所述籽晶包括在单晶硅棒上沿不同晶面切割得到的第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶。3.根据权利要求2所述的籽晶层结构，其特征在于：所述第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶三者的顶面均为{100}晶面。4.根据权利要求2所述的籽晶层结构，其特征在于：所述第一籽晶的四周边缘最多与六个籽晶拼接，且该六个籽晶中包括三个第二籽晶和三个第三籽晶。5.根据权利要求2所述的籽晶层结构，其特征在于：每一籽晶组内的第一籽晶、第二籽晶、第三籽晶依次顺序排列。6.根据权利要求2所述的籽晶层结构，其特征在于：所述第一籽晶、第二籽晶与第三籽晶三者外形一致且均设置呈扁平的方块状。7.根据权利要求6所述的籽晶层结构，其特征在于：所述籽晶组的首端或末端还设有边缘籽晶，以使得相邻所述籽晶组的两端相齐平。8.根据权利要求7所述的籽晶层结构，其特征在于：所述边缘籽晶由第一籽晶或第二籽晶或第三籽晶切割制得，且所述边缘籽晶的顶面面积小于第一籽晶、第二籽晶及第三籽晶的顶面面积。9.根据权利要求7所述的籽晶层结构，其特征在于：每一籽晶组内仅设有一个边缘籽晶，且任意两个相邻的籽晶组中，其中一个籽晶组内的边缘籽晶位于该籽晶组的首端，而另一个籽晶组内的边缘籽晶则位于该籽晶组的末端。10.根据权利要求1所述的籽晶层结构，其特征在于：所述籽晶组中两个相邻籽晶的接缝与另一相邻籽晶组中相对应的两个相邻籽晶的接缝沿第一方向的错位长度不小于5mm。11.一种晶体硅锭的生产方法，其特征在于：切割得到若干籽晶，所述籽晶具有顶面及沿周向首尾依次相接的四个拼接面；选取若干籽晶沿第一方向依次排布得到籽晶组，再将若干籽晶组...

【专利技术属性】
技术研发人员：周硕，
申请(专利权)人：包头阿特斯阳光能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：