一种太阳能电池用的掺镓铟导热阻燃型单晶硅材料的制作方法

本发明涉及太阳能用单晶硅技术领域，具体为一种太阳能电池用的掺镓铟导热阻燃型单晶硅材料。

背景技术：

当前，能源问题、全球气候变化问题已经成为人类社会可持续发展的重要难题，发展太阳能光伏事业是人类获得清洁能源、突破人类自身发展难题的一个重要方向，因此，大规模、低成本的生产光衰低、晶体缺陷少、大直径的太阳能电池用单晶硅，是当前太阳能光伏事业发展的一个重要问题，而在申请文件（cn201010114326.9）中提出的制造单晶硅棒流程中并未对其导热和阻燃做出改进，且目前的光伏组件的温度升高将严重影响光伏电池片的光电转换效率，导致硅电池片的效率大幅度下降，影响硅电池片的转换效率和使用寿命，为此，我们提出一种太阳能电池用的掺镓铟导热阻燃型单晶硅材料。

技术实现要素：

一种太阳能电池用的掺镓铟导热阻燃型单晶硅材料，解决了现有掺硼单晶硅材料制备太阳能电池时易发生光衰的问题，有效控制硅熔体的热对流，生长了高质量太阳能电池用掺镓铟单晶硅材料，且对光伏组件的进行导热降温提高光伏电池片的光电转换效率，延长硅电池片的使用寿命。

本发明所采用的技术方案是，一种太阳能电池用掺镓铟单晶硅材料，按照每立方厘米单晶硅材料中的原子个数，由以下组分组成：

镓：1.0×1014-1.0×1018atoms/cm3

铟：5.0×1012-5.0×1016atoms/cm3

其余为单晶硅。

本发明所采用的另一技术方案是，一种太阳能电池用掺镓铟单晶硅材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：按照常规方法进行拆炉，注水清理炉膛；

步骤2：装炉，按照每立方厘米单晶硅材料中的原子个数，称取1.0×1014-1.0×1018atoms/cm3的镓，5.0×1012-5.0×1016atoms/cm3的铟，其余为单晶硅，在石英坩埚内将称取的镓及铟掺入到单晶硅中，将石英坩埚置入单晶炉内；并且，在单晶炉外布置磁场；

步骤3：按照常规方法对单晶炉内进行抽真空和检漏；

步骤4：压力化与熔料，在惰性气体保护下，对单晶炉进行加压、加热，得到单晶硅熔体；

步骤5：稳定化，设置石英坩埚的转速为0.5-10转/min，炉内压强为1000-2700帕，惰性气体的流速控制在10-50slpm，磁场强度为500-3000gs，将上步得到的单晶硅熔体的温度稳定在1430度-1470度，保温1.5小时-2小时；

步骤6：引晶，设置石英坩埚的转速为0.5-10转/分，炉内压强为1000-2700帕，惰性气体的流速控制在10-50slpm，磁场强度为500-3000gs，导流筒距硅熔液的距离为5.0-30.0mm，将籽晶预热，把预热后的籽晶与上步得到的稳定后的单晶硅熔体进行熔接，然后按照常规方法进行引晶操作，引晶的平均拉速控制在5-8mm/min；

步骤7：放肩，设置提拉速度为0.1-10.0mm/min，籽晶转速为1.0-20.0转/分钟，按照常规方法进行放肩；

步骤8：转肩，设置提拉速度为1.0-5.0mm/min，转肩1/2的提拉速度为1.0-3.0mm/min；

步骤9：等径生长，设置提拉速度为0.5-2mm/min，晶棒的转速为1.0-20.0转/min，石英坩埚的转速为0.5-10转/min，cz炉内的惰性气体流速为10-80slpm，压强为1000-2700帕，cz炉外的磁场强度为500-3000gs，cz炉内的导流筒距离硅熔液的距离为5.0-30.0mm，提拉硅晶棒，使晶体生长至目标长度；

步骤10：收尾与冷却，设置cz炉内的惰性气体的流速为10-50slpm，压强为1000-2700帕，cz炉外的磁场强度为500-3000gs，冷却，得到本发明单晶硅棒；

步骤11：停炉，取出单晶硅棒、移出石英坩埚；

步骤12：组装，在将单晶硅棒成单晶硅太阳能电池片后，将单晶硅太阳能电池片与导热组件组装起来，导热组件包括第一导热封胶层，所述第一导热封胶层顶部从下至上依次设置有第二导热封胶层、第三导热封胶层、透明盖板，所述单晶硅太阳能电池片均匀设置在第二导热封胶层顶部外壁，所述第三导热封胶层底部设置有与单晶硅太阳能电池片相配合的凹槽，且相邻两组所述单晶硅太阳能电池片之间设置有阻燃层，所述阻燃层顶部与透明盖板底部连接，所述阻燃层底部延伸至第一导热封胶层内腔，所述第一导热封胶层底部从上至下依次设置有abs层、第一聚烯烃粘结层、pet层、金属板、散热翅，所述金属板顶部外壁均匀设置有金属导热柱，所述金属导热柱顶部延伸至第一导热封胶层内腔，所述金属导热柱包括螺旋状铝芯，所述螺旋状铝芯外壁套接有异戊橡胶层，且所述第一导热封胶层、abs层、第一聚烯烃粘结层、pet层外壁均设置有与异戊橡胶层相配合的插孔，且插孔与异戊橡胶层通过聚烯烃粘结层连接。

本发明的特点还在于，

其中的镓的纯度不低于6n。

其中的铟的纯度不低于6n。

其中的步骤2中的在石英坩埚内将称取的镓及铟掺入到单晶硅中，具体按照以下步骤实施：先把称取的单晶硅铺满整个石英坩埚的底部，然后把称取的镓及铟放在石英坩埚中的单晶硅之上，最好放在石英坩埚的中心部位，随后，放置更多的单晶硅于石英坩埚内，使加入的单晶硅完全覆盖已加入的高纯的镓和铟。

其中的步骤2中的在石英坩埚内将称取的镓及铟掺入到单晶硅中，具体按照以下步骤实施：通过cz炉拉制获得高浓度掺镓或掺镓铟的硅晶体，随后，将此硅晶体破碎，与单晶硅混合加入石英坩埚。

其中的步骤2中的在单晶炉外布置磁场，具体按照以下步骤实施：在常规的单晶炉外，沿单晶炉相垂直的两个径向布置有用轭板固定的相垂直的两组永磁体，永磁体的磁极面向炉体，且磁力强度介于500-3000gs。

其中的步骤4中的压力化与熔料，设置石英坩埚的转速为0.5-10转/min，炉内压强为1000-2700帕，惰性气体的流速控制在10-50slpm，磁场强度为500-3000gs。

其中的步骤6中的籽晶预热，是指在提拉单晶之前，对籽晶分高度进行预热，预热时间介于10-60分钟，籽晶预热高度介于10-500mm之间。

其中的步骤6中的把预热后的籽晶与稳定后的单晶硅熔体进行熔接，指在提拉单晶时，把预热后的籽晶与熔硅完全接触。

本发明的有益效果是，

(1)本发明是在单晶硅中掺入镓和铟，镓的浓度介于1.0×1014-1.0×1018atoms/cm3之间、铟的浓度介于5.0×1012-5.0×1016atoms/cm3之间，掺镓铟单晶硅的电阻率介于0.1-7.0ω·cm之间；

(2)本发明提及的掺镓铟单晶硅，间隙氧浓度低于9.0×1017atoms/cm3。该等浓度减少了氧沉淀的析出，单晶硅棒的晶体缺陷少；而且单晶硅棒强度适中、易于切片，切割获得的单晶硅片强度适中、易于加工为电池片，且电池片的机械性能较好；

(3)本发明所提及的掺镓铟单晶硅，少子寿命大于10μs，转化效率超过17％；

(4)本发明所提及的掺镓铟单晶硅，在将其制作成为太阳能电池后，经过稳定光照曝光后，由光照所致转换效率的降低幅度小于0.3％；

(5)本发明所提及的掺镓铟单晶硅，其单晶硅棒头尾的电阻比小于10.0。这对于低成本制造本发明所提及的单晶硅特别有利；

(6)本发明所提及的掺镓铟单晶硅，其晶棒的直径可以超过300mm；

(7)本发明所提及的第一导热封胶层、第二导热封胶层、第三导热封胶层具有良好的导热效果，将单晶硅太阳能电池片工作散发的热量传递给金属导热柱，金属导热柱将热量传递给金属板，金属板接受的热量通过散热翅挥发，且螺旋状铝芯可增大导热柱与表面积，提高导热的效果，而异戊橡胶层在abs层、第一聚烯烃粘结层、pet层和第一导热封胶层吸热膨胀时可发生形变，提高导热组件整体的使用寿命；

由此，本发明获得了转化效率大于17％、光衰低、晶体缺陷少、大直径的太阳能电池用单晶硅，即太阳能级的掺镓铟单晶硅，且制成的单晶硅太阳能电池片与导热组件组装后具有良好的导热效果，提高了单晶硅太阳能电池片的转换效果和使用寿命。

附图说明

图1是本发明制备方法的流程图；

图2是本发明制备方法在单晶炉外布置的磁场的结构示意图；

图3是本发明掺镓铟单晶硅棒的产品参数表；

图4是本发明单晶硅太阳能电池片与第二导热封胶层连接示意图；

图5是本发明金属导热柱结构示意图。

图中：1、永磁材料a；2、永磁材料b；3、永磁材料c；4、永磁材料d；5、导磁软铁a；6、导磁软铁b；7、炉体；8、第一导热封胶层；9、第二导热封胶层；10、第三导热封胶层；11、透明盖板；12、阻燃层；13、单晶硅太阳能电池片；14、abs层；15、第一聚烯烃粘结层；16、pet层；17、金属板；18、散热翅；19、金属导热柱；191、螺旋状铝芯；192、异戊橡胶层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明太阳能电池用的掺镓铟导热阻燃型单晶硅材料，按照每立方厘米单晶硅材料中的原子个数，由以下组分组成：

镓：1.0×1014-1.0×1018atoms/cm3

铟：5.0×1012-5.0×1016atoms/cm3

其余为单晶硅，镓和铟的纯度≥6n。

本发明太阳能电池用的掺镓铟导热阻燃型单晶硅材料的制备方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：

步骤1：按照常规方法进行拆炉，清理干净炉膛。

步骤2：装炉。按照每立方厘米单晶硅材料中的原子个数，称取1.0×1014-1.0×1018atoms/cm3的镓，5.0×1012-5.0×1016atoms/cm3的铟，其余为单晶硅，在石英坩埚内将称取的镓及铟掺入到单晶硅中，将石英坩埚置入单晶炉内。其中在石英坩埚内将称取的镓及铟掺入到单晶硅中，有两种方法：

一种是先把称取的单晶硅铺满整个石英坩埚的底部，然后把称取的镓及铟放在石英坩埚中的单晶硅之上，最好放在石英坩埚的中心部位，随后，放置更多的单晶硅于石英坩埚内，使加入的单晶硅完全覆盖已加入的高纯的镓和铟。

另一种是，通过cz炉拉制获得高浓度掺镓或掺镓铟的硅晶体，随后，将此硅晶体破碎，与单晶硅混合加入石英坩埚。

并且，在单晶炉外布置磁场，具体按照以下步骤实施：在常规的单晶炉外，沿单晶炉相垂直的两个径向布置有用轭板固定的相垂直的两组永磁体，永磁材料的磁极面向炉体，且磁力强度介于500-3000gs。这一磁场设计，可以增加cz炉内硅熔液的粘滞力、抑制硅熔液紊流、降低硅熔液温度的起伏和液面波动。这非常有利于生长氧浓度低且沿径向分布均匀、以及镓铟元素沿径向与轴向分布均匀的太阳能电池用单晶硅。如图2所示，永磁材料a1与永磁材料b3由导磁软铁a5连接，永磁材料b2与永磁材料d4由导磁软铁b6连接，由导磁软铁a5连接的永磁材料a1与永磁材料c3构成一组永磁体，由导磁软铁b6连接的永磁材料b2与永磁材料d4构成一组永磁体。这两组永磁体在cz炉外相互垂直、且各自的磁极朝向cz炉。两组永磁体在圆型的cz炉外呈方形布局。

步骤3：按照常规方法对单晶炉内进行抽真空和检漏。

步骤4：压力化与熔料，设置石英坩埚的转速为0.5-10转/min，炉内压强为1000-2700帕，惰性气体(氩气)的流速控制在10-50slpm，磁场强度为500-3000gs，在惰性气体保护下，对单晶炉进行加压、加热，得到单晶硅熔体。

步骤5：稳定化，设置石英坩埚的转速为0.5-10转/min，炉内压强为1000-2700帕，惰性气体(氩气)的流速控制在10-50slpm，磁场强度为500-3000gs，将上步得到的单晶硅熔体的温度稳定在1430度-1470度，保温1.5小时-2小时，为引晶做准备。

步骤6：引晶。设置石英坩埚的转速为0.5-10转/分，炉内压强为1000-2700帕，惰性气体(氩气)的流速控制在10-50slpm，磁场强度为500-3000gs，导流筒距硅熔液的距离为5.0-30.0mm，将籽晶预热，把预热后的籽晶与上步得到的稳定后的单晶硅熔体进行熔接，然后按照常规方法进行引晶操作。引晶的平均拉速控制在5-8mm/min，引晶长度大于所拉晶体的直径。

其中的籽晶预热，是指在提拉单晶之前，要对籽晶分高度进行预热，预热时间介于10-60分钟。预热籽晶时，籽晶预热高度介于10-500mm之间；

其中的把预热后的籽晶与上步得到的稳定后的单晶硅熔体进行熔接，指在提拉单晶时，要把预热后的籽晶与熔硅完全接触。

步骤7：放肩。设置提拉速度为0.1-10.0mm/min，籽晶转速为1.0-20.0转/分钟，按照常规方法进行放肩，晶体径向生长使直径接近目标直径。

步骤8：转肩。设置提拉速度为1.0-5.0mm/min，转肩1/2的提拉速度为1.0-3.0mm/min，使晶体从径向生长转为纵向生长。

步骤9：等径生长。设置提拉速度为0.5-2mm/min，晶棒的转速为1.0-20.0转/min，石英坩埚的转速为0.5-10转/min，cz炉内的惰性气体(氩气)流速为10-80slpm，压强为1000-2700帕，cz炉外的磁场强度为500-3000gs，cz炉内的导流筒距离硅熔液的距离为5.0-30.0mm，提拉硅晶棒，使晶体生长至目标长度。

步骤10：收尾与冷却。设置cz炉内的惰性气体(氩气)的流速为10-50slpm，压强为1000-2700帕，cz炉外的磁场强度为500-3000gs，冷却，得到本发明单晶硅棒。

步骤11：停炉。取出单晶硅棒、移出石英坩埚。

实施例1

步骤1：按照常规方法进行拆炉，清理干净炉膛。

步骤2：装炉。按照每立方厘米单晶硅材料中的原子个数，称取1.0×1014atoms/cm3的镓，5.0×1012atoms/cm3的铟，其余为单晶硅，先把称取的单晶硅铺满整个石英坩埚的底部，然后把称取的镓及铟放在石英坩埚中的单晶硅之上，最好放在石英坩埚的中心部位，随后，放置更多的单晶硅于石英坩埚内，使加入的单晶硅完全覆盖已加入的高纯的镓和铟，将石英坩埚置入单晶炉内。

并且，在单晶炉外布置磁场，具体按照以下步骤实施：在常规的单晶炉外，沿单晶炉相垂直的两个径向布置有用轭板固定的相垂直的两组永磁体，永磁材料的磁极面向炉体，且磁力强度介于500-300gs。

步骤3：按照常规方法对单晶炉内进行抽真空和检漏。

步骤4：压力化与熔料，设置石英坩埚的转速为2转/min，炉内压强为1000帕，惰性气体(氩气)的流速控制在25slpm，磁场强度为500gs，在惰性气体保护下，对单晶炉进行加压、加热，得到单晶硅熔体。

步骤5：稳定化，设置石英坩埚的转速为2转/min，炉内压强为1000帕，惰性气体(氩气)的流速控制在25slpm，磁场强度为500gs，将上步得到的单晶硅熔体的温度稳定在1450度，保温1.5小时，为引晶做准备。

步骤6：引晶。设置石英坩埚的转速为0.5转/分，炉内压强为1000帕，惰性气体(氩气)的流速控制在25slpm，磁场强度为500gs，导流筒距硅熔液的距离为5mm，将籽晶预热10分钟。预热籽晶时，籽晶预热高度介于10-500mm之间，把预热后的籽晶与上步得到的稳定后的单晶硅熔体进行熔接，熔接20分钟按照常规方法进行引晶操作。引晶的平均拉速控制在5-8mm/min，引晶长度大于所拉晶体的直径。

步骤7：放肩。设置提拉速度为0.1mm/min，籽晶转速为1.0转/分钟，按照常规方法进行放肩，晶体径向生长使直径接近目标直径。

步骤8：转肩。设置提拉速度为5.0mm/min，转肩1/2的提拉速度为1.0mm/min，使晶体从径向生长转为纵向生长。

步骤9：等径生长。设置提拉速度为2mm/min，晶棒的转速为8转/min，石英坩埚的转速为0.5转/min，cz炉内的惰性气体(氩气)流速为10slpm，压强为1000帕，cz炉外的磁场强度为500gs，cz炉内的导流筒距离硅熔液的距离为5.0mm，提拉硅晶棒，使晶体生长至目标长度。

步骤10：收尾与冷却。设置cz炉内的惰性气体(氩气)的流速为25slpm，压强为1000帕，cz炉外的磁场强度为500gs，冷却，得到直径为3英寸的单晶硅棒。

步骤11：停炉。取出单晶硅棒、移出石英坩埚。

实施例2

步骤1：按照常规方法进行拆炉，清理干净炉膛。

步骤2：装炉。按照每立方厘米单晶硅材料中的原子个数，称取1.0×1018atoms/cm3的镓，5.0×1016atoms/cm3的铟，其余为单晶硅，先把称取的单晶硅铺满整个石英坩埚的底部，然后把称取的镓及铟放在石英坩埚中的单晶硅之上，最好放在石英坩埚的中心部位，随后，放置更多的单晶硅于石英坩埚内，使加入的单晶硅完全覆盖已加入的高纯的镓和铟，将石英坩埚置入单晶炉内。

并且，在单晶炉外布置磁场，具体按照以下步骤实施：在常规的单晶炉外，沿单晶炉相垂直的两个径向布置有用轭板固定的相垂直的两组永磁体，永磁材料的磁极面向炉体，且磁力强度介于500-300gs。

步骤3：按照常规方法对单晶炉内进行抽真空和检漏。

步骤4：压力化与熔料，设置石英坩埚的转速为10转/min，炉内压强为1300帕，惰性气体(氩气)的流速控制在30slpm，磁场强度为1500gs，在惰性气体保护下，对单晶炉进行加压、加热，得到单晶硅熔体。

步骤5：稳定化，设置石英坩埚的转速为10转/min，炉内压强为1300帕，惰性气体(氩气)的流速控制在30slpm，磁场强度为1500gs，将上步得到的单晶硅熔体的温度稳定在1430度，保温2.5小时，为引晶做准备。

步骤6：引晶。设置石英坩埚的转速为1.2转/分，炉内压强为2700帕，惰性气体(氩气)的流速控制在30slpm，磁场强度为1500gs，导流筒距硅熔液的距离为10mm，将籽晶预热60分钟。预热籽晶时，籽晶预热高度介于10-500mm之间，把预热后的籽晶与上步得到的稳定后的单晶硅熔体进行熔接，熔接20分钟按照常规方法进行引晶操作。引晶的平均拉速控制在5-8mm/min，引晶长度大于所拉晶体的直径。

步骤7：放肩。设置提拉速度为3mm/min，籽晶转速为20转/分钟，按照常规方法进行放肩，晶体径向生长使直径接近目标直径。

步骤8：转肩。设置提拉速度为2.5mm/min，转肩1/2的提拉速度为3mm/min，使晶体从径向生长转为纵向生长。

步骤9：等径生长。设置提拉速度为1.11mm/min，晶棒的转速为20转/min，石英坩埚的转速为10转/min，cz炉内的惰性气体(氩气)流速为80slpm，压强为2700帕，cz炉外的磁场强度为1500gs，cz炉内的导流筒距离硅熔液的距离为10mm，提拉硅晶棒，使晶体生长至目标长度。

步骤10：收尾与冷却。设置cz炉内的惰性气体(氩气)的流速为30slpm，压强为2700帕，cz炉外的磁场强度为1500gs，冷却，得到直径为4英寸的单晶硅棒。

步骤11：停炉。取出单晶硅棒、移出石英坩埚。

实施例3

步骤1：按照常规方法进行拆炉，清理干净炉膛。

步骤2：装炉。按照每立方厘米单晶硅材料中的原子个数，称取3.03×1015atoms/cm3的镓，8.3×1012atoms/cm3的铟，其余为单晶硅，通过cz炉拉制获得高浓度掺镓或掺镓铟的硅晶体；随后，将此硅晶体破碎，与单晶硅混合加入石英坩埚，将石英坩埚置入单晶炉内。

并且，在单晶炉外布置磁场，具体按照以下步骤实施：在常规的单晶炉外，沿单晶炉相垂直的两个径向布置有用轭板固定的相垂直的两组永磁体，永磁材料的磁极面向炉体，且磁力强度介于500-300gs。

步骤3：按照常规方法对单晶炉内进行抽真空和检漏。

步骤4：压力化与熔料，设置石英坩埚的转速为0.5转/min，炉内压强为1300帕，惰性气体(氩气)的流速控制在10slpm，磁场强度为2500gs，在惰性气体保护下，对单晶炉进行加压加热，得到单晶硅熔体。

步骤5：稳定化，设置石英坩埚的转速为0.5转/min，炉内压强为1300帕，惰性气体(氩气)的流速控制在10slpm，磁场强度为2500gs，将上步得到的单晶硅熔体的温度稳定在1440度，保温1.5小时，为引晶做准备。

步骤6：引晶。设置石英坩埚的转速为6转/分，炉内压强为2000帕，惰性气体(氩气)的流速控制在10slpm，磁场强度为2500gs，导流筒距硅熔液的距离为10mm，将籽晶预热30分钟。预热籽晶时，籽晶预热高度介于10-500mm之间，把预热后的籽晶与上步得到的稳定后的单晶硅熔体进行熔接，熔接15分钟按照常规方法进行引晶操作。引晶的平均拉速控制在5-8mm/min，引晶长度大于所拉晶体的直径。

步骤7：放肩。设置提拉速度为2mm/min，籽晶转速为12转/分钟，按照常规方法进行放肩，晶体径向生长使直径接近目标直径。

步骤8：转肩。设置提拉速度为1mm/min，转肩1/2的提拉速度为2mm/min，使晶体从径向生长转为纵向生长。

步骤9：等径生长。设置提拉速度为1.04mm/min，晶棒的转速为12转/min，石英坩埚的转速为10转/min，cz炉内的惰性气体(氩气)流速为45slpm，压强为2700帕，cz炉外的磁场强度为1500gs，cz炉内的导流筒距离硅熔液的距离为10mm，提拉硅晶棒，使晶体生长至目标长度。

步骤10：收尾与冷却。设置cz炉内的惰性气体(氩气)的流速为10slpm，压强为1300帕，cz炉外的磁场强度为2500gs，冷却，得到直径为6英寸的单晶硅棒。

步骤11：停炉。取出单晶硅棒、移出石英坩埚。

实施例4

步骤1：按照常规方法进行拆炉，清理干净炉膛。

步骤2：装炉。按照每立方厘米单晶硅材料中的原子个数，称取1.1×1016atoms/cm3的镓，2.3×1012atoms/cm3的铟，其余为单晶硅，通过cz炉拉制获得高浓度掺镓或掺镓铟的硅晶体；随后，将此硅晶体破碎，与单晶硅混合加入石英坩埚，将石英坩埚置入单晶炉内。

并且，在单晶炉外布置磁场，具体按照以下步骤实施：在常规的单晶炉外，沿单晶炉相垂直的两个径向布置有用轭板固定的相垂直的两组永磁体，永磁材料的磁极面向炉体，且磁力强度介于500-3000gs。

步骤3：按照常规方法对单晶炉内进行抽真空和检漏。

步骤4：压力化与熔料，设置石英坩埚的转速为1转/min，炉内压强为2700帕，惰性气体(氩气)的流速控制在50slpm，磁场强度为3000gs，在惰性气体保护下，对单晶炉进行加压加热，得到单晶硅熔体。

步骤5：稳定化，设置石英坩埚的转速为1转/min，炉内压强为2700帕，惰性气体(氩气)的流速控制在50slpm，磁场强度为3000gs，将上步得到的单晶硅熔体的温度稳定在1470度，保温2小时，为引晶做准备。

步骤6：引晶。设置石英坩埚的转速为10转/分，炉内压强为1800帕，惰性气体(氩气)的流速控制在50slpm，磁场强度为3000gs，导流筒距硅熔液的距离为30mm，将籽晶预460分钟。预热籽晶时，籽晶预热高度介于10-500mm之间，把预热后的籽晶与上步得到的稳定后的单晶硅熔体进行熔接，熔接30分钟按照常规方法进行引晶操作。引晶的平均拉速控制在5-8mm/min，引晶长度大于所拉晶体的直径。

步骤7：放肩。设置提拉速度为10mm/min，籽晶转速为10转/分钟，按照常规方法进行放肩，晶体径向生长使直径接近目标直径。

步骤8：转肩。设置提拉速度为2.1mm/min，转肩1/2的提拉速度为3mm/min，使晶体从径向生长转为纵向生长。

步骤9：等径生长。设置提拉速度为0.5mm/min，晶棒的转速为1转/min，石英坩埚的转速为10转/min，cz炉内的惰性气体(氩气)流速为60slpm，压强为2700帕，cz炉外的磁场强度为3000gs，cz炉内的导流筒距离硅熔液的距离为30mm，提拉硅晶棒，使晶体生长至目标长度。

步骤10：收尾与冷却。设置cz炉内的惰性气体(氩气)的流速为50slpm，压强为1300帕，cz炉外的磁场强度为3000gs，冷却，得到直径为8英寸的单晶硅棒。

步骤11：停炉。取出单晶硅棒、移出石英坩埚。

步骤12：组装，在将单晶硅棒成单晶硅太阳能电池片13后，将单晶硅太阳能电池片13与导热组件组装起来，导热组件包括第一导热封胶层8，第一导热封胶层8顶部从下至上依次设置有第二导热封胶层9、第三导热封胶层10、透明盖板11，第一导热封胶层8、第二导热封胶层9、第三导热封胶层10的厚度为300微米、50微米和600微米，安装方式是将单晶硅太阳能电池片13放置在第二导热封胶层9顶部，然后通过聚烯烃粘结层将第三导热封胶层10固定在其顶部，此时的阻燃层12插入到第一阻燃封胶层8内100微米，而金属导热柱19顶部嵌入第一阻燃封胶层8内400微米，单晶硅太阳能电池片13均匀设置在第二导热封胶层9顶部外壁，第三导热封胶层10底部设置有与单晶硅太阳能电池片13相配合的凹槽，且相邻两组单晶硅太阳能电池片13之间设置有阻燃层12，阻燃层12将单晶硅太阳能电池片13隔离，其中一组单晶硅太阳能电池片13燃起对其他几组的正常工作造成影响，可便于后期回收再利用，阻燃层12顶部与透明盖板10底部连接，阻燃层12底部延伸至第一导热封胶层8内腔，第一导热封胶层8底部从上至下依次设置有abs层14、第一聚烯烃粘结层15、pet层16、金属板17、散热翅18，第一聚烯烃粘结层15的厚度为150微米，金属板17为导热性较好的铜板，金属板17顶部外壁均匀设置有金属导热柱19，金属导热柱19的直径在0.5至1厘米之间，金属导热柱19顶部延伸至第一导热封胶层8内腔，金属导热柱19包括螺旋状铝芯191，螺旋状铝芯191外壁套接有异戊橡胶层192，且第一导热封胶层8、abs层14、第一聚烯烃粘结层15、pet层16外壁均设置有与异戊橡胶层192相配合的插孔，且插孔与异戊橡胶层192通过聚烯烃粘结层连接，实施例1、实施例2、实施例3及实施例4中均有步骤12，且操作流程相同，因此不做赘述。

图3为实施例1、实施例2、实施例3及实施例4制备的直径为3英寸、4英寸、6英寸、8英寸掺镓铟单晶硅棒的产品参数，

图3直径为3英寸、4英寸、6英寸、8英寸掺镓铟单晶硅棒的产品参数，图中显示的数据表明，采用本发明制备方法能够生产出本发明提及的太阳能电池用的掺镓铟导热阻燃型单晶硅材料，本发明提及的掺镓铟单晶硅，无论单晶硅棒的直径尺寸大小，都具有：(1)超过17％的转换效率，且光衰率很低；(2)单晶硅中氧含量低、且在单晶硅棒的径向分布均匀；这非常有利于低成本、高效量产各类太阳能电池片。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。