CN109881249A - 用于多晶硅铸锭的石英坩埚、铸锭炉及多晶硅铸锭方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于多晶硅铸锭的石英坩埚，由坩埚埚底和环绕连接在所述坩埚埚底的上表面边缘的坩埚主体组成，所述坩埚埚底的上表面形状为八边形，且所述八边形的每个内角均为135°。本申请中的石英坩埚由上表面形状为八边形的坩埚埚底以及环绕连接在坩埚埚底边缘的坩埚主体组成，并且八边形的每个内角均为135°，即石英坩埚横截面形状为每个内角均为135°的八边形，液相硅与本申请的石英坩埚内壁的接触面积小于横截面形状为四边形的石英坩埚，从而减少进入硅锭的杂质数量，提高硅锭的纯度，进而提高硅锭切片后硅片的光电转换效率，也即提高硅锭整体的光电转换效率。此外，本申请还提供一种具有上述优点的铸锭炉及多晶硅铸锭方法。
Description
技术领域
本申请涉及多晶硅铸锭技术领域，特别是涉及一种用于多晶硅铸锭的石英坩埚、铸锭炉及多晶硅铸锭方法。
背景技术
太阳能发电是基于半导体材料的光伏效应。P型半导体和N型半导体接触形成PN结，产生强大的内在电场。当光照射半导体时激发产生的电子-空穴被电场分离，被分离的电子和空穴在半导体基体中扩散到表面被电极收集，从而对外提供电能，因此太阳能电池对作为基体的半导体材料提出了两个最主要的要求：高纯和高完整。高纯指的就是半导体材料中的杂质要少；高完整是指半导体材料的晶格完整性高。因为半导体中的杂质和晶格缺陷会使光照产生的电子和空穴复合耗损，导致被收集的载流子数量下降从而使太阳能电池的光电转换效率降低。
现有技术中，多晶硅铸锭使用的石英坩埚横截面形状为四边形，硅料四个边角区域因与石英坩埚接触，在铸锭过程中，石英坩埚中杂质扩散至硅料中，特别是过渡金属，在多晶硅铸锭高温条件下，液相硅将渗进氮化硅涂层，石英坩埚中Fe、Al、O将扩散至硅料中，对硅锭底部与侧部组成污染，产生红区影响硅锭少子寿命，最终边角区域影响该区域硅片的转换效率，整体降低了硅锭切片后硅片的转换效率。
发明内容
本申请的目的是提供一种用于多晶硅铸锭的石英坩埚、铸锭炉及多晶硅铸锭方法，以减少在多晶硅铸锭时，对硅锭的污染。
为解决上述技术问题，本申请提供一种用于多晶硅铸锭的石英坩埚，所述石英坩埚由坩埚埚底和环绕连接在所述坩埚埚底的上表面边缘的坩埚主体组成，所述坩埚埚底的上表面形状为八边形，且所述八边形的每个内角均为135°。
可选的，所述坩埚埚底的上表面和所述坩埚主体的内表面均镀有保护层。
可选的，所述保护层为氮化硅涂层。
本申请还提供一种多晶硅铸锭炉，包括炉体、隔热笼、隔热笼保温条、顶部加热器、侧部加热器、以及上述公开的任一种所述的石英坩埚。
可选的，所述侧部加热器为与所述石英坩埚的坩埚主体相对应的八面型加热器。
可选的，所述隔热笼保温条由多个可拆卸的子保温条组成。
可选的，相邻所述子保温条之间采用榫卯结构连接。
本申请还提供一种多晶硅铸锭方法，包括：
将硅料放置在石英坩埚中，所述石英坩埚为上述公开的任一种所述的石英坩埚；
关闭隔热笼，顶部加热器和侧部加热器对所述硅料进行加热；
液相硅发生结晶，以得到硅锭；
对所述硅锭进行冷却，以得到冷却后硅锭。
本申请所提供的用于多晶硅铸锭的石英坩埚，由坩埚埚底和环绕连接在所述坩埚埚底的上表面边缘的坩埚主体组成，所述坩埚埚底的上表面形状为八边形，且所述八边形的每个内角均为135°。本申请中的石英坩埚由上表面形状为八边形的坩埚埚底以及环绕连接在坩埚埚底边缘的坩埚主体组成，并且八边形的每个内角均为135°，即本申请中的石英坩埚横截面形状为每个内角均为135°的八边形，相较于横截面形状为四边形的石英坩埚，液相硅在横截面形状为每个内角均为135°的八边形的石英坩埚中，与石英坩埚内壁的接触面积小于横截面形状为四边形的石英坩埚内壁的接触面积，从而减少进入硅锭的杂质数量，提高硅锭的纯度，进而提高硅锭切片后硅片的光电转换效率，也即提高硅锭整体的光电转换效率。此外，本申请还提供一种具有上述优点的铸锭炉及多晶硅铸锭方法。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的石英坩埚的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的石英坩埚的坩埚埚底的俯视图；
图3为本申请实施例所提供的多晶硅铸锭方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，现有技术中，多晶硅铸锭使用的石英坩埚横截面形状为四边形，硅料四个边角区域因与石英坩埚接触，在铸锭过程中，石英坩埚中杂质扩散至硅料中，降低了硅锭切片后硅片的转换效率。
有鉴于此，本申请提供了一种用于多晶硅铸锭的石英坩埚，请参考图1和图2，图1为本申请实施例所提供的石英坩埚的结构示意图，图2为本申请实施例所提供的石英坩埚的坩埚埚底的俯视图，所述石英坩埚由坩埚埚底1和环绕连接在所述坩埚埚底1的上表面边缘的坩埚主体2组成，所述坩埚埚底1的上表面形状为八边形，且所述八边形的每个内角均为135°。
本申请所提供的用于多晶硅铸锭的石英坩埚，由坩埚埚底1和环绕连接在所述坩埚埚底1的上表面边缘的坩埚主体2组成，所述坩埚埚底1的上表面形状为八边形，且所述八边形的每个内角均为135°。本申请中的石英坩埚由上表面形状为八边形的坩埚埚底1以及环绕连接在坩埚埚底1边缘的坩埚主体2组成，并且八边形的每个内角均为135°，即本申请中的石英坩埚横截面形状为每个内角均为135°的八边形，相较于横截面形状为四边形的石英坩埚，液相硅在横截面形状为每个内角均为135°的八边形的石英坩埚中，与石英坩埚内壁的接触面积小于横截面形状为四边形的石英坩埚内壁的接触面积，从而减少进入硅锭的杂质数量，提高硅锭的纯度，进而提高硅锭切片后硅片的光电转换效率，也即提高硅锭整体的光电转换效率，光电转换效率可提高0.1％以上。
优选地，所述坩埚埚底1的上表面和所述坩埚主体2的内表面均镀有保护层。保护层的目的是阻止液态硅料与石英坩埚发生反应，以进一步提高得到的硅锭的纯度。
优选地，在本申请的一个实施例中，所述保护层为氮化硅涂层，但是本申请中对此并不做具体限定，还可以为其他任何能够阻止液态硅料与石英坩埚发生反应的涂层。
本申请还提供一种多晶硅铸锭炉，包括炉体、隔热笼、隔热笼保温条、顶部加热器、侧部加热器、以及上述公开的任一种所述的石英坩埚。
需要指出的是，多晶硅铸锭炉还包括其他许多部件，此处不一一列举。
本申请实施例所提供的多晶硅铸锭炉采用的石英坩埚，由坩埚埚底和环绕连接在坩埚埚底的上表面边缘的坩埚主体组成，坩埚埚底的上表面形状为八边形，且八边形的每个内角均为135°，液相硅在该石英坩埚中，与石英坩埚内壁的接触面积小于横截面形状为四边形的石英坩埚内壁的接触面积，从而减少进入硅锭的杂质数量，提高硅锭的纯度，进而提高硅锭切片后硅片的光电转换效率，也即提高硅锭整体的光电转换效率。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，多晶硅铸锭炉的所述侧部加热器为与所述石英坩埚的坩埚主体相对应的八面型加热器。
具体的，八面型侧部加热器中的每一面加热器与石英坩埚主体的每一个侧面相对。
本实施例中，多晶硅铸锭炉的侧部加热器为与石英坩埚的坩埚主体相对应的八面型加热器，起到主要控制石英坩埚内的温度的作用，使得石英坩埚内的温度控制更加方便，解决了石英坩埚每个内角位置处有液相硅结晶成为硅锭时，转换效率低的问题。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，多晶硅铸锭炉的所述隔热笼保温条由多个可拆卸的子保温条组成。
本申请实施例中的多晶硅铸锭炉中的隔热笼保温条由多个可拆卸的子保温条组成，当某个区域的保温条出现破损时，可以只更换该区域对应的子保温条，减少损耗，有效节约了成本。
优选地，在本申请的一个实施例中，相邻所述子保温条之间采用榫卯结构连接。子保温条之间采用榫卯结构连接的目的是使相邻的子保温条连接更加紧密，保温效果更好，节约能源，降低成本。
本申请还提供一种多晶硅铸锭方法，请参考图3，图3为本申请实施例所提供的多晶硅铸锭方法的流程图，该方法包括：
步骤S101：将硅料放置在石英坩埚中，所述石英坩埚为上述公开的任一种所述的石英坩埚；
步骤S102：关闭隔热笼，顶部加热器和侧部加热器对所述硅料进行加热；
步骤S103：液相硅发生结晶，以得到硅锭；
步骤S104：对所述硅锭进行冷却，以得到冷却后硅锭。
本申请实施例所提供的多晶硅铸锭方法，通过将硅料放置在石英坩埚中，所述石英坩埚为上述公开的任一种所述的石英坩埚；关闭隔热笼，顶部加热器和侧部加热器对所述硅料进行加热；液相硅发生结晶，以得到硅锭；对所述硅锭进行冷却，以得到冷却后硅锭，所用的石英坩埚为横截面形状为每个内角均为135°的八边形的石英坩埚，液相硅与石英坩埚内壁的接触面积小于横截面形状为四边形的石英坩埚内壁的接触面积，从而减少进入硅锭的杂质数量，提高硅锭的纯度，进而提高硅锭切片后硅片的光电转换效率，也即提高硅锭整体的光电转换效率，光电转换效率可提高0.1％以上。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的用于多晶硅铸锭的石英坩埚、铸锭炉及多晶硅铸锭方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于多晶硅铸锭的石英坩埚，其特征在于，所述石英坩埚由坩埚埚底和环绕连接在所述坩埚埚底的上表面边缘的坩埚主体组成，所述坩埚埚底的上表面形状为八边形，且所述八边形的每个内角均为135°。
2.如权利要求1所述的用于多晶硅铸锭的石英坩埚，其特征在于，所述坩埚埚底的上表面和所述坩埚主体的内表面均镀有保护层。
3.如权利要求2所述的用于多晶硅铸锭的石英坩埚，其特征在于，所述保护层为氮化硅涂层。
4.一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，包括炉体、隔热笼、隔热笼保温条、顶部加热器、侧部加热器、以及如权利要求1至3任一项所述的石英坩埚。
5.如权利要求4所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述侧部加热器为与所述石英坩埚的坩埚主体相对应的八面型加热器。
6.如权利要求4或5所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述隔热笼保温条由多个可拆卸的子保温条组成。
7.如权利要求6所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，相邻所述子保温条之间采用榫卯结构连接。
8.一种多晶硅铸锭方法，其特征在于，包括：
将硅料放置在石英坩埚中，所述石英坩埚为如权利要求1至3任一项所述的石英坩埚；
关闭隔热笼，顶部加热器和侧部加热器对所述硅料进行加热；
液相硅发生结晶，以得到硅锭；
对所述硅锭进行冷却，以得到冷却后硅锭。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112553686A (zh) * | 2019-09-10 | 2021-03-26 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 铸锭坩埚、晶硅锭及其制备方法、方硅锭的制备方法 |
| CN114045553A (zh) * | 2021-02-23 | 2022-02-15 | 赛维Ldk太阳能高科技(新余)有限公司 | 铸锭炉、铸锭晶体硅及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102719889A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-10-10 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种多晶硅铸锭工艺 |
| CN207091555U (zh) * | 2017-08-22 | 2018-03-13 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 一种多晶硅铸锭炉 |
| CN108004589A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-05-08 | 无锡惠郡科技有限公司 | 一种八边形多晶硅铸锭的制造方法及其制造设备 |
| CN207418912U (zh) * | 2017-09-08 | 2018-05-29 | 晶科能源有限公司 | 多晶硅铸锭炉隔热笼的保温条、隔热笼及多晶硅铸锭炉 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102719889A (zh) * | 2012-06-27 | 2012-10-10 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种多晶硅铸锭工艺 |
| CN207091555U (zh) * | 2017-08-22 | 2018-03-13 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 一种多晶硅铸锭炉 |
| CN207418912U (zh) * | 2017-09-08 | 2018-05-29 | 晶科能源有限公司 | 多晶硅铸锭炉隔热笼的保温条、隔热笼及多晶硅铸锭炉 |
| CN108004589A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-05-08 | 无锡惠郡科技有限公司 | 一种八边形多晶硅铸锭的制造方法及其制造设备 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112553686A (zh) * | 2019-09-10 | 2021-03-26 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 铸锭坩埚、晶硅锭及其制备方法、方硅锭的制备方法 |
| CN114045553A (zh) * | 2021-02-23 | 2022-02-15 | 赛维Ldk太阳能高科技(新余)有限公司 | 铸锭炉、铸锭晶体硅及其制备方法 |
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