CN105803527B - 一种全熔高效多晶硅铸锭的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全熔高效多晶硅铸锭的方法，包括以下步骤：将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层；在形核源层上方设置熔融状态的硅料；控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。上述方法中，形核源层制备过程中加入有无机或有机成孔剂，形成疏松多孔的形核源层，使硅液与底部形核源层接触面积增加，从而使全熔高效多晶底部形核点更多且更均匀，使从而提升形核能力。此外，还可以减少铺底形核颗粒料的使用，降低铸锭成本。

Description

一种全熔高效多晶硅铸锭的方法
技术领域
本发明涉及太阳能光伏材料制备领域，具体涉及一种全熔高效多晶硅铸锭的方法。
背景技术
目前，利用颗粒籽晶诱导形核法铸造高效率的太阳能用多晶硅的方法受到了越来越多的关注。目前铸造高效多晶的方法主要有半熔法和全熔法。
半熔法是熔化的时候底部籽晶不完全熔化，留有一定高度的籽晶，从而使硅在颗粒籽晶上形核生长。半熔法的优点是铸出的高效多晶效率高并且很稳定；缺点是由于留有一定高度的颗粒籽晶不熔，所以铸锭良率会降低。
全熔法是在坩埚底部制备一层形核层，当硅料完全熔化后通过穿透氮化硅涂层与底部形核层接触，硅在形核层上形核、生长。全熔法的优点是可以提高铸锭良率；缺点是硅液穿透氮化硅涂层不均匀，导致形核不均匀，效率比半熔法制备的高效多晶稍低。所以全熔法亟待解决的问题是提高其形核能力。
发明内容
基于此，有必要提供一种能提高形核能力、使形核均匀的全熔高效多晶硅铸锭的方法。
一种全熔高效多晶硅铸锭的方法，包括以下步骤：将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层；
在形核源层上方设置熔融状态的硅料；
控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
上述方法中，形核源层制备过程中加入有无机或有机成孔剂，形成疏松多孔的形核源层，使硅液与底部形核源层接触面积增加，从而使全熔高效多晶底部形核点更多且更均匀，使从而提升形核能力。此外，还可以减少铺底形核颗粒料的使用，降低铸锭成本。
在其中一个实施例中，所述形核源层上方或下方涂覆脱模涂液形成脱模层。
在其中一个实施例中，所述脱模涂液中混合有无机或有机成孔剂。
在其中一个实施例中，所述脱模层的材料为与硅不浸润的涂层材料。
在其中一个实施例中，所述形核源为石英砂、碳化硅、硅中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述无机成孔剂为硅粉、氢氧化钡、碳酸钡、碳酸钙、碳酸轻钙、氢氧化钙、双氧水、氯化铵、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、或硫化物和硫酸盐混合发泡剂；所述有机成孔剂为石蜡、亲水性聚氨酯塑料、天然纤维、高分子聚合物等高温易分解的有机物。
在其中一个实施例中，所述形核源涂液还混合有无机物溶胶凝胶，其中通过调节无机物溶胶凝胶的pH值、温度或浓度的方法使凝胶团聚。
在其中一个实施例中，所述调节无机物溶胶凝胶pH值的方法为，在溶胶凝胶中加入酸，或者加入碱，将pH值调至3～13。
在其中一个实施例中，所述调节溶胶凝胶的温度的方法是通过加热的方法将溶胶的温度升至50℃以上。
在其中一个实施例中，所述调节溶胶凝胶的浓度的方法是使用高浓度的溶胶或者通过加热的方法将溶胶内的水分蒸发。
在其中一个实施例中，所述涂覆工具选自高压喷枪、刷子及喷洒器中的一种。
在其中一个实施例中，所述述涂覆方法包括喷涂、刷涂、喷洒及浸润中的一种或两种以上的组合。
在其中一个实施例中，所述涂覆工具选自高压喷枪、刷子或喷洒器。
在其中一个实施例中，所述在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在所述形核源层上方装载固体硅料，对所述坩埚进行加热使得所述硅料熔融，此时，所述熔融状态的硅料设置于所述形核源层表面。
在其中一个实施例中，所述在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在另外一个坩埚内加热固体硅料，制得熔融状态的硅料，将所述熔融状态的硅料浇铸至所述铺有形核源层的坩埚内，此时，所述熔融状态的硅料设置于所述形核源层表面。
附图说明
图1为本发明多晶硅锭的铸锭用坩埚的示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步描述，但本发明并不限于这些实施方式。
实施例1
(1)将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将石英砂、硅溶胶和1％的氢氧化钡水溶液共500g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成石英砂悬浮液用刷子涂在坩埚1底部，常温下干燥2h，得到形核源层2(参考图1)，其中石英砂、硅溶胶、氢氧化钡水溶液的质量比为2:1:6。
在石英砂悬浮液中加入36％～38％的盐酸，将其PH调节为11，促使溶胶团聚。
进一步地，形核源层2上进一步涂覆脱模涂液形成脱模层3。
其中，在形核层2表面及坩埚四周侧壁用高压喷枪将氮化硅悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在70℃。从而形成脱模层3，避免铸锭后粘锅。
(2)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在形核源层上方装载原生多晶硅料885千克，对坩埚进行加热至1550℃，使得原生多晶硅料熔化。
(3)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1435℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
硅溶胶与碱混合后会团聚成凝胶状态，石英砂被包裹在其中，获得的形核源层2是疏松多孔的状态，全熔高效多晶底部形核点更多，且更均匀，使从而提升形核能力。另外在高温下氢氧化钡与石英砂反应生成硅酸钡和水，水蒸气的挥发会进一步促使氮化硅涂层以及石英砂涂层变成疏松多孔状，使硅液更容易穿透氮化硅涂层，与多孔状的石英砂涂层接触并形核，使硅液与底部形核层接触面积增加，从而进一步提升形核能力。此外，由于获得形核源层2是疏松多孔的状态，可以减少铺底颗粒料的使用，降低铸锭成本。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为71.32％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.32％。
实施例2
(1)将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将石英砂、硅溶胶和0.5％的氢氧化钙水溶液共600g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成石英砂悬浮液用刷子涂在坩埚底部，常温下干燥8h，得到形核源层，其中石英砂、硅溶胶、氢氧化钙水溶液的质量比为2:1:6。
在石英砂悬浮液中加入36％～38％盐酸，将其PH调节为12，促使溶胶团聚。
其中，在形核层表面及坩埚四周侧壁用高压喷枪将氮化硅悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在55℃。从而形成脱模层，避免铸锭后粘锅。
(2)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在形核源层上方装载原生多晶硅料890千克，对坩埚进行加热至1552℃，使得原生多晶硅料熔化。
(3)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1435℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
硅溶胶与碱混合后会团聚成凝胶状态，石英砂被包裹在其中，获得的形核源层是疏松多孔的状态，全熔高效多晶底部形核点更多，且更均匀，使从而提升形核能力。另外在高温下氢氧化钡与石英砂反应生成硅酸钡和水，水蒸气的挥发会进一步促使氮化硅涂层以及石英砂涂层变成疏松多孔状，使硅液更容易穿透氮化硅涂层，与多孔状的石英砂涂层接触并形核，使硅液与底部形核层接触面积增加，从而进一步提升形核能力。此外，由于获得形核源层2是疏松多孔的状态，可以减少铺底颗粒料的使用，降低铸锭成本。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为72.92％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.35％。
实施例3
(1)将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将石英砂、硅溶胶、3％碳酸钙水溶液共600g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成石英砂悬浮液用高压喷枪涂在坩埚底部，常温下干燥24h，得到形核源层，其中石英砂、硅溶胶、碳酸钙水溶液的质量比为2:1:6。
在石英砂悬浮液中加入10％氢氧化钠溶液，将其PH调节为10，促使溶胶团聚。
其中，在形核层表面用及坩埚四周侧壁高压喷枪将氮化硅悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在60℃。从而形成脱模层，避免铸锭后粘锅。
(2)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在形核源层上方装载原生多晶硅料880千克，对坩埚进行加热至1550℃，使得原生多晶硅料熔化。
(3)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1430℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
硅溶胶与碱混合后会团聚成凝胶状态，石英砂被包裹在其中，获得的形核源层是疏松多孔的状态，全熔高效多晶底部形核点更多，且更均匀，使从而提升形核能力。另外，碳酸钙在高温下会分解成二氧化碳和氧化钙。二氧化碳气体的产生会使形核层以及氮化硅层形成疏松多孔的状态，使硅液更易于穿透氮化硅层在形核层形核。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为72.88％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.29％。
实施例4
(1)将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将石英砂、硅溶胶、石蜡、水共300g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成石英砂悬浮液用刷子涂在坩埚底部，常温下干燥13h，得到形核源层，其中石英砂、硅溶胶、石蜡、水的质量比为2:1:1:2。
其中，在形核层表面及坩埚四周侧壁用高压喷枪将硅粉与氮化硅粉悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在75℃。从而形成脱模层，避免铸锭后粘锅。
(2)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在形核源层上方装载原生多晶硅料880千克，对坩埚进行加热至1550℃，使得原生多晶硅料熔化。
(3)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1435℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
石蜡在高温下会分解成石蜡蒸气。石蜡的分解会使形核层形成多孔状态，使硅液更易于穿透形核层，这样硅液与底部形核层接触面积增加，从而进一步提升形核能力。
此外，高温下氮化硅涂层中的硅粉可以会融化，使氮化硅涂层也形成多孔状，这样会使硅液更容易穿透氮化硅涂层与石英砂涂层接触并形核。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为71.65％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.30％。
实施例5
(1)将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将石英砂、硅溶胶、天然纤维、水共300g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成石英砂悬浮液用刷子涂在坩埚底部，常温下干燥9h，得到形核源层，其中石英砂、硅溶胶、天然纤维、水的质量比为2:1:1:2。
其中，在形核层表面及坩埚四周侧壁用高压喷枪将硅粉与氮化硅粉悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在70℃。从而形成脱模层，避免铸锭后粘锅。
(2)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在另外一个坩埚内装载原生多晶硅料880千克，对坩埚进行加热至1552℃，使得原生多晶硅料熔化，制得熔融状态的硅料，将所述熔融状态的硅料浇铸至所述铺有形核源层的坩埚内。
(3)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1430℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
天然纤维在高温下会分解成气体。天然纤维的分解会使形核层形成多孔状态，使硅液更易于穿透形核层，这样硅液与底部形核层接触面积增加，从而进一步提升形核能力。
此外，高温下氮化硅涂层中的硅粉可以会熔解，使氮化硅涂层也形成多孔状，这样会使硅液更容易穿透氮化硅涂层与石英砂涂层接触并形核。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为70.05％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.27％。
实施例6
(1)将氮化硅悬浮液涂覆于坩埚底部形成脱模层。
(2)混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在脱膜层上面，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将碳化硅、硅溶胶、10％氢氧化钡水溶液共800g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成碳化硅悬浮液用刷子涂在坩埚底部，常温下干燥9h，得到形核源层，其中碳化硅、硅溶胶、10％氢氧化钡水溶液的质量比为1:1:2。
喷涂前加入更高浓度的溶胶，获得浓度为(ω(SiO2)≥8.5％)的溶胶，提升溶胶团聚能力。在石英砂悬浮液中加入36％～38％盐酸，将其PH调节为9，促使溶胶团聚。
其中，在坩埚内四周侧壁用高压喷枪将氮化硅悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在75℃。从而形成脱模层，避免铸锭后粘锅。
(3)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在另外一个坩埚内装载原生多晶硅料880千克，对坩埚进行加热至1550℃，使得原生多晶硅料熔化，制得熔融状态的硅料，将所述熔融状态的硅料浇铸至所述铺有形核源层的坩埚内。
(4)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1433℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
硅溶胶与碱混合后会团聚形成凝胶状态，石英砂被包裹在其中，获得的形核源层是疏松多孔的状态，全熔高效多晶底部形核点更多，且更均匀，使从而提升形核能力。此外，由于脱膜层位于形核层的下部，使硅液与形核层接触更充分，更利于形核。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为71.51％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.34％。
实施例7
(1)将氮化硅悬浮液涂覆于坩埚底部形成脱模层。
(2)将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在脱膜层的上面，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将硅粉、硅溶胶、碳化硅粉、水共300g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成悬浮液用刷子涂在坩埚底部，常温下干燥12h，得到形核源层，其中碳化硅、硅粉、硅溶胶、水的质量比为5:1:5:5。
其中，在坩埚内四周侧壁用高压喷枪将氮化硅悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在73℃。从而形成脱模层，避免铸锭后粘锅。
(3)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在另外一个坩埚内装载原生多晶硅料880千克，对坩埚进行加热至1552℃，使得原生多晶硅料熔化，制得熔融状态的硅料，将所述熔融状态的硅料浇铸至所述铺有形核源层的坩埚内。
(4)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1430℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
高温下形核层中的硅粉会熔解，使熔化的硅粉与形核层中的硅液融合，这样会使硅液更容易在形核层的缝隙中形核。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为72.55％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.32％。
实施例8
(1)将氮化硅悬浮液涂覆于坩埚底部形成脱模层。
(2)将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在脱膜层上部，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将碳化硅、硅溶胶、10％柠檬酸水溶液共500g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成碳化硅悬浮液用刷子涂在坩埚底部，常温下干燥11h，得到形核源层，其中碳化硅、硅溶胶、柠檬酸水溶液的质量比为1:1:2。
喷涂前加入更高浓度的溶胶，获得浓度为(ω(SiO2)≥8.5％)的溶胶，提升溶胶团聚能力。在石英砂悬浮液中加入(25％～28％)氨水，将其PH调节为3，促使溶胶团聚。
其中，在坩埚内四周侧壁用高压喷枪将氮化硅悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在68℃。从而形成脱模层，避免铸锭后粘锅。
(3)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在另外一个坩埚内装载原生多晶硅料880千克，对坩埚进行加热至1550℃，使得原生多晶硅料熔化，制得熔融状态的硅料，将所述熔融状态的硅料浇铸至所述铺有形核源层的坩埚内。
(4)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1435℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
柠檬酸在高温下会分解成二氧化碳气体和水蒸汽。柠檬酸的分解会使形核层形成多孔状态，使硅液更易于穿透形核层，这样硅液与底部形核层接触面积增加，从而进一步提升形核能力。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为72.15％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.28％。
实施例9
(1)将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将石英砂、5％的亲水性聚氨酯水溶液共500g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成石英砂悬浮液用刷子涂在坩埚底部，常温下干燥3h，得到形核源层，其中石英砂、5％的聚丙烯酸酯水溶液的质量比为1:3。
进一步地，形核源层上进一步涂覆脱模涂液形成脱模层。
其中，在形核层表面及坩埚内四周侧壁用高压喷枪将氮化硅悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在68℃。从而形成脱模层，避免铸锭后粘锅。
(2)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在形核源层上方装载原生多晶硅料880千克，对坩埚进行加热至1550℃，使得原生多晶硅料熔化。
(3)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1430℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
亲水性聚氨酯为有机成孔剂，与石英砂混合后会形成多孔状态的形核层，使硅液更易于穿透形核层，这样硅液与底部形核层接触面积增加，从而进一步提升形核能力。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为70.31％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.26％。
实施例10
(1)将混合有无机或有机成孔剂的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层。
其中，将石英砂和0.5％的氯化铵水溶液共500g搅拌混合均匀后加入适量粘合剂配成石英砂悬浮液用刷子涂在坩埚底部，常温下干燥16h，得到形核源层，其中石英砂、氯化铵水溶液的质量比为1:2。
其中，在形核层表面及坩埚四周侧壁用高压喷枪将氮化硅悬浮液均匀喷涂在坩埚表面，喷涂温度在75℃。从而形成脱模层，避免铸锭后粘锅。
(2)在形核源层上方设置熔融状态的硅料。
其中，在形核源层上方设置熔融状态的硅料为：在形核源层上方装载原生多晶硅料885千克，对坩埚进行加热至1550℃，使得原生多晶硅料熔化。
(3)控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
打开隔热笼，降低坩埚底部温度至1433℃，使得硅熔液达到过冷状态在形核源层区域结晶形核，由于坩埚内垂直方向上的温度梯度，使得该晶核在垂直方向上逐步生长，最终形成多晶硅锭。
氯化铵酸在高温下会分解成氯气和氨气。氯化铵分解后会使形核层形成多孔状态，使硅液更易于穿透形核层，这样硅液与底部形核层接触面积增加，从而进一步提升形核能力。
利用本实施例制得的多晶硅锭的铸锭良率为71.65％。经过切片后，进行电池片效率的验证，结果为实验全熔多晶硅片的效率为18.25％。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种全熔高效多晶硅铸锭的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将混合有石英砂、硅溶胶，及氢氧化钡或氢氧化钙的形核源涂液涂覆在坩埚底部，形成疏松多孔的形核源层；
在形核源层上进一步涂覆脱模涂液形成脱模层；
在形核源层上方设置熔融状态的硅料；
控制所述坩埚内的温度沿垂直于所述坩埚底部向上的方向逐渐上升，使得所述熔融状态的硅料在所述形核源上方形核结晶，生成晶体硅锭。
2.根据权利要求1所述的全熔高效多晶硅铸锭的方法，其特征在于，所述形核源层下方涂覆脱模涂液形成脱模层。
3.根据权利要求1或2所述的全熔高效多晶硅铸锭的方法，其特征在于，所述脱模涂液中混合有无机或有机成孔剂。
4.根据权利要求1或2所述的全熔高效多晶硅铸锭的方法，其特征在于，所述脱模层的材料为与硅不浸润的涂层材料。
5.根据权利要求1所述全熔高效多晶硅铸锭的方法，其特征在于，其中，通过调节硅溶胶凝胶的pH值、温度或浓度的方法使凝胶团聚，所述调节硅溶胶凝胶pH值的方法为，在溶胶凝胶中加入酸，或者加入碱。
6.根据权利要求5所述全熔高效多晶硅铸锭的方法，其特征在于，其中，通过调节硅溶胶凝胶的pH值、温度或浓度的方法使凝胶团聚，所述调节硅溶胶凝胶的温度的方法是通过加热的方法将溶胶的温度升至50℃以上。
7.根据权利要求5所述全熔高效多晶硅铸锭的方法，其特征在于，其中，通过调节硅溶胶凝胶的pH值、温度或浓度的方法使凝胶团聚，所述调节硅溶胶凝胶的浓度的方法是使用高浓度的溶胶或者通过加热的方法将溶胶内的水分蒸发。
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