硼硅合金的用量按照每立方厘米成品多晶硅材料中的原子个数称取，即镓元素 1.02*1015-1.02*10natoms/cm3，硼元素 1015-1017atoms/cm3，锗元素
1016-2*1019atoms/cm3。在本实施例中，取70g硼娃合金、2.5g金属镓、230mg金属锗，余量为硅原料，共计430kg，其中，籽晶为硅原料的头尾料，硅原料的纯度多6N。
[0021]将装好料的坩祸放入铸锭炉内，抽真空加热，控制加热器功率使炉内温度升高至1550°C，当硅料熔化至剩余高度约为18mm时进入长晶阶段。长晶初期，将温度降低至1430°C，然后打开隔热笼，使硅晶体从籽晶熔化界面处首先凝固长晶。长晶中后期，以
1.2°C /h的降温速率控制加热器温度，以平均0.5cm/h的速度打开隔热笼使硅晶体定向凝固生长。退火冷却后得到硼镓锗共掺的多晶硅锭。
[0022]硅锭经开方，切段，去头尾，研磨，倒角，切片和电池片制作后，平均效率达17.7%，在辐照量为60 kWh/m2下，光致衰减率不大于0.5%。
[0023]实施例3:
将厚度为20mm的无位错的原料掺锗单晶硅块铺满坩祸底部，其中锗的浓度为8*1019atoms/cm3，在籽晶上放置娃原料，掺入50g的硼合金和4.5g的金属镓，然后将0.3g的锗块，共计430kg，将转好硅料的坩祸放入铸锭炉中，抽真空并加热，控制加热器使炉内温度逐步升高到1560°C，使籽晶部分熔化，当籽晶开始熔化的剩余约17mm厚，由熔化跳入长晶阶段。长晶初期，快速将温度由1560°C降到1440°C，随后开始打开隔热板，使硅晶体从籽晶熔化界面开始向上生长，长晶中期，以平均1.2°C /h的降温速度控制加热器温度，同事将隔热板以平均0.5cm/h的速度打开，硅晶体将从底部实现定向生长，经退火，冷却后得硼镓锗共掺多晶娃徒。
[0024]硅锭经过开方，切段，去头尾，研磨，倒角，切片和电池片制作，其平均效率达17.7%以上，取硼镓锗共掺多晶硅电池片测试衰减，在辐照量为60 kWh/m2下显示光致衰减〈0.5%。
[0025]实施例4:
将硅片作为籽晶铺设在石英坩祸底部，在其上面放置硅原料，90g硼硅合金，5g金属镓，420g金属锗，余量为硅原料，共计800kg，将装好料的坩祸放入铸锭炉内，抽真空加热，控制加热器功率使炉内温度升高至1540°C，当硅料熔化至剩余高度约为1mm时进入长晶阶段。长晶初期，将温度降低至1430°C，然后打开隔热笼，使硅晶体从籽晶熔化界面处首先凝固长晶。长晶中后期，以1.2°C /h的降温速率控制加热器温度，以平均0.5cm/h的速度打开隔热笼使硅晶体定向凝固生长。退火冷却后得到晶体中硼的浓度为9.2*1015-9*1016atoms/cm3,嫁的浓度为 9.2*1015_9*1016 atoms/cm3,锗的浓度为 l*1019-2*1019atoms/cm3，制得硼镓锗共掺的多晶硅锭。
[0026]硅锭经开方，切段，去头尾，研磨，倒角，切片和电池片制作后，平均效率达17.7%，在辐照量为60 kWh/m2下，光致衰减率不大于1%。
[0027]显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种镓硼锗共掺多晶硅，其特征在于:在多晶硅中掺杂有镓、硼、锗三种元素，该三种元素在单晶硅中最终的原子体积浓度分别为:镓元素1.02*1015-1.02*1017 atoms/cm3，硼元素 1015-1017atoms/cm3，锗元素 1016_2*1019atoms/cm3。2.一种制备权利要求1所述的镓硼锗共掺多晶硅的方法，包括如下步骤: 51:将籽晶铺设在坩祸底部，在上面添加硅原料、含硼料、含镓料与含锗料； 52:将装有上述原料的坩祸放入铸锭炉，同时打开铸锭炉的隔热笼，抽真空加热，使融化的硅料沿底部籽晶界面处开始凝固长晶，控制温度梯度，定向凝固生成硼镓锗共掺多晶娃锭; 53:将步骤S2中获得的多单晶硅锭经后续处理加工成多晶硅，用于电池片制作。3.根据权利要求2所述制备镓硼锗共掺多晶硅的方法，其特征在于:步骤SI中所述的籽晶为硅原料的头尾料、硅片料和粒料中的一种或多种，或为高熔点硅化合物的一种或几种，或为硅原料与硅化合物的混合物。4.根据权利要求2所述制备镓硼锗共掺多晶硅的方法，其特征在于:步骤SI中，硅原料纯度应为6N及以上，所述含硼料选用5N纯度以上的高纯单质、含镓料选用6N纯度以上的高纯单质、含锗料选用4N纯度以上的高纯单质，或者含有上述单质的高纯化合物；所述含硼料、含镓料和含锗料的用量按照每立方厘米成品单晶硅材料中的原子个数称取，即嫁元素 1.02*1015-1.02*1017atoms/cm3，硼元素 1*1015_1*1017 atoms/cm3，锗元素l*1016_2*1019atoms/cm3。5.根据权利要求4所述制备镓硼锗共掺多晶硅的方法，其特征在于:所述高纯化合物为镓硅合金、硼硅合金、锗硅合金、镓硼合金、镓锗合金、锗镓合金、镓硼锗合金或镓硼锗硅I=IO6.根据权利要求2所述制备镓硼锗共掺多晶硅的方法，其特征在于:步骤S2中控制加热器温度在1500°C以上，并控制坩祸底部的最高温度低于1400°C，使籽晶部分熔化，控制底部升温速率。7.根据权利要求2所述制备镓硼锗共掺多晶硅的方法，其特征在于:步骤S3中当籽晶的厚度剩余5~15mm时，控制铸锭炉的加热器分段降温，调节固液相的温度梯度，保持铸锭炉内温度在1420~1450°C之间，并打开铸锭炉内的散热装置，使硅晶体从籽晶熔化界面开始生长，将铸锭炉内的隔热装置以0.3-0.8cm/h速率打开，使硅晶体从底部实现定向生长，冷却定向凝固生成硼镓锗共掺多晶硅锭。8.根据权利要求2所述制备镓硼锗共掺多晶硅的方法，其特征在于:步骤S3中所述后续处理包括开方，去头尾，研磨，倒角和切片工序。
【专利摘要】本发明涉及一种镓硼锗共掺多晶硅，属于半导体材料制作技术领域，其特征在于：在单晶硅中掺杂有镓、硼、锗三种元素，该三种元素在单晶硅中最终的原子体积浓度分别为1.02*1015-1.02*1017atoms/cm3，硼元素1015-1017atoms/cm3,锗元素1016-2*1019atoms/cm3。同时，本发明还公开了一种制备所述的镓硼锗共掺多晶硅的方法。本发明中的镓锗硼共掺多晶硅，大大降低或避免了硼氧复合体的产生，降低了电池的光致衰减；同时提高了硅片的机械强度；本发明提供的镓锗硼共掺多晶硅的制备方法简便，易操作，成本低可规模化生产。
【IPC分类】C30B28/06, C30B29/06
【公开号】CN105002557
【申请号】CN201510492035
【发明人】刘依依, 葛文星, 付少永, 熊震
【申请人】常州天合光能有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月12日