本发明涉及一种多晶硅铸锭快速退火工艺。
背景技术：
随着地球上不可再生资源的枯竭和人类不断增长的能源需求，作为清洁、低碳、环保的可再生资源的太阳能受到越来越多的青睐，由此带来了光伏产业的迅速发展和需求的不断增加。然而，由于太阳能电池生产成本过高，因此，并没有被大规模的普及应用。降低生产成本，提高生产效率和产品质量成为企业追求的共同目标。
多晶硅锭生产流程是硅料经加热、熔化、长晶工序后进入退火冷却，而退火是释放硅锭内部的应力的过程，而且还能消除一定的长晶过程中产生的位错等缺陷。一般情况下退火的做法是关闭隔热笼让晶锭尾部温度从1000℃上升到1200℃，减少晶锭头部和尾部的温差，并在高温下保温2~3h。由于晶锭尾部在长晶过程中已经经过长时间的退火，而关闭隔热笼对尾部升温，容易造成尾部应力集中的风险，从而造成尾部开方脱皮隐裂；而高温长时间保温促进了杂质的高温固相扩散，增大了红区长度，降低了平均少子寿命。
技术实现要素：
本发明其目的就在于提供一种多晶硅铸锭快速退火工艺，改变了传统退火工艺过程中对晶锭尾部升温降低头尾温差和在高温长时间保温处理的工艺，更加合理地进行退火，其工艺步骤简单、使用效果好、有很好的推广价值。
实现上述目的而采取的技术方案，一种多晶硅铸锭快速退火工艺，硅料经铸锭工艺中的加热、熔化、长晶工序后进入退火冷却，所述退火冷却的退火时间为60~120min，退火冷却的加热方式包括功率控制和温度控制，所述的加热方式的功率控制为0~25%，所述的加热方式的温度控制为1350~1400℃；所述的退火冷却在多晶硅铸锭炉中进行，多晶硅铸锭炉中的隔热笼开度为5~17mm；
所述的退火冷却包括四个步骤，分别记为冷却A1、冷却A2、冷却A3和冷却A4；
所述的冷却A1时间为0~30min，加热方式为温度控制，TC1温度为1390~1400℃，隔热笼开度为10~17mm；
所述的冷却A2时间为10~30min，加热方式为温度控制，TC1温度为1350~1370℃，隔热笼开度为10~17mm。
所述的冷却A3时间为10~30min，加热方式为功率控制，加热功率为0~25%，隔热笼开度为5~14mm。
所述的冷却A4时间为10~30min，加热方式为功率控制，加热功率为0~10%，隔热笼开度为5~14mm。
有益效果
与现有技术相比本发明具有以下优点。
本发明具有的优点是改变了传统退火工艺过程中对晶锭尾部升温降低头尾温差和在高温长时间保温处理的工艺，更加合理地进行退火，缩短铸锭时间、降低能耗和提高晶锭质量，在大规模生产中容易实现，有利于降低生产成本和提高生产效率。
具体实施方式
一种多晶硅铸锭快速退火工艺，硅料经铸锭工艺中的加热、熔化、长晶工序后进入退火冷却，所述退火冷却的退火时间为60~120min，退火冷却的加热方式包括功率控制和温度控制，所述的加热方式的功率控制为0~25%，所述的加热方式的温度控制为1350~1400℃；所述的退火冷却在多晶硅铸锭炉中进行，多晶硅铸锭炉中的隔热笼开度为5~17mm；
所述的退火冷却包括四个步骤，分别记为冷却A1、冷却A2、冷却A3和冷却A4；
所述的冷却A1时间为0~30min，加热方式为温度控制，TC1温度为1390~1400℃，隔热笼开度为10~17mm；
所述的冷却A2时间为10~30min，加热方式为温度控制，TC1温度为1350~1370℃，隔热笼开度为10~17mm；
所述的冷却A3时间为10~30min，加热方式为功率控制，加热功率为0~25%，隔热笼开度为5~14mm；
所述的冷却A4时间为10~30min，加热方式为功率控制，加热功率为0~10%，隔热笼开度为5~14mm。
实施例1
一种多晶硅铸锭快速退火工艺，硅料经铸锭工艺中的加热、熔化、长晶工序后进入退火冷却，其中退火冷却分为四个步骤，分别为冷却A1、冷却A2、冷却A3和冷却A4。
冷却A1时间为0min，加热方式为温度控制，TC1温度为1400℃，隔热笼开度为15mm。
冷却A2时间为20min，加热方式为温度控制，TC1温度为1400℃，隔热笼开度为15mm。
冷却A3时间为20min，加热方式为功率控制，加热功率为25%，隔热笼开度为15mm。
冷却A4时间为20min，加热方式为功率控制，加热功率为10%，隔热笼开度为14mm。
经计算和验证，铸锭时间比正常工艺缩短157min，能耗降低102Kw•h，收益率提高1.98%。
实施例2
硅料经铸锭工艺中的加热、熔化、长晶工序后进入退火冷却，其中退火冷却分为四个步骤，分别为冷却A1、冷却A2、冷却A3和冷却A4。
冷却A1时间为10min，加热方式为温度控制，TC1温度为1400℃，隔热笼开度为10mm。
冷却A2时间为10min，加热方式为温度控制，TC1温度为1370℃，隔热笼开度为10mm。
冷却A3时间为30min，加热方式为功率控制，加热功率为10%，隔热笼开度为8mm。
冷却A4时间为30min，加热方式为功率控制，加热功率为0%，隔热笼开度为5mm。
经计算和验证，铸锭时间比正常工艺缩短68min，能耗降低87Kw•h，收益率提高1.57%。
实施例3
硅料经铸锭工艺中的加热、熔化、长晶工序后进入退火冷却，其中退火冷却分为四个步骤，分别为冷却A1、冷却A2、冷却A3和冷却A4。
冷却A1时间为20min，加热方式为温度控制，TC1温度为1390℃，隔热笼开度为16mm。
冷却A2时间为20min，加热方式为温度控制，TC1温度为1370℃，隔热笼开度为14mm。
冷却A3时间为20min，加热方式为功率控制，加热功率为15%，隔热笼开度为12mm。
冷却A4时间为10min，加热方式为功率控制，加热功率为10%，隔热笼开度为12mm。
经计算和验证，铸锭时间比正常工艺缩短176，能耗降低74Kw•h，收益率提高1.76%。
实施例4
硅料经铸锭工艺中的加热、熔化、长晶工序后进入退火冷却，其中退火冷却分为四个步骤，分别为冷却A1、冷却A2、冷却A3和冷却A4。
冷却A1时间为20min，加热方式为温度控制，TC1温度为1400℃，隔热笼开度为12mm。
冷却A2时间为20min，加热方式为温度控制，TC1温度为1360℃，隔热笼开度为12mm。
冷却A3时间为20min，加热方式为功率控制，加热功率为0%，隔热笼开度为7mm。
冷却A4时间为20min，加热方式为功率控制，加热功率为0%，隔热笼开度为5mm。
经计算和验证，铸锭时间比正常工艺缩短98min，能耗降低93Kw•h，收益率提高1.61%。
实施例5
硅料经铸锭工艺中的加热、熔化、长晶工序后进入退火冷却，其中退火冷却分为四个步骤，分别为冷却A1、冷却A2、冷却A3和冷却A4。
冷却A1时间为30min，加热方式为温度控制，TC1温度为1390℃，隔热笼开度为12mm。
冷却A2时间为20min，加热方式为温度控制，TC1温度为1370℃，隔热笼开度为12mm。
冷却A3时间为10min，加热方式为功率控制，加热功率为15%，隔热笼开度为10mm。
冷却A4时间为10min，加热方式为功率控制，加热功率为8%，隔热笼开度为10mm。
经计算和验证，铸锭时间比正常工艺缩短136min，能耗降低81Kw•h，收益率提高1.83%。
实施例6
硅料经铸锭工艺中的加热、熔化、长晶工序后进入退火冷却，其中退火冷却分为四个步骤，分别为冷却A1、冷却A2、冷却A3和冷却A4。
冷却A1时间为30min，加热方式为温度控制，TC1温度为1390℃，隔热笼开度为17mm。
冷却A2时间为30min，加热方式为温度控制，TC1温度为1350℃，隔热笼开度为17mm。
冷却A3时间为30min，加热方式为功率控制，加热功率为25%，隔热笼开度为14mm。
冷却A4时间为30min，加热方式为功率控制，加热功率为10%，隔热笼开度为14mm。
经计算和验证，铸锭时间比正常工艺缩短84min，能耗降低68Kw•h，收益率提高1.44%。