一种制备高效铸锭多晶硅的方法及专用单晶硅片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备高效铸锭多晶硅锭的方法及专用单晶硅，主要适用于光伏行业的铸锭多晶硅生产过程中抑制位错，降低缺陷，属于太阳电池技术领域。
【背景技术】
[0002]晶体硅太阳能电池占整个光伏市场份额约80%，处于主导地位，但也存在原始硅材料制造成本高、质量参差不齐等一系列问题。预测未来硅材料将不断向高效率、低成本方向发展。
[0003]与单晶硅材料相比，铸锭多晶以其低成本、产量大等特点受到广泛关注，但多晶硅材料内部有大量的缺陷存在导致太阳电池效率偏低，因此不断降低多晶硅材料内部缺陷，提升多晶硅材料质量将是未来发展方向。
[0004]铸造多晶硅材料中主要包括晶界、位错、孪晶、亚晶界等晶体缺陷，由于这些缺陷存在使硅片中复合中心增多，少数载流子寿命降低，严重影响了太阳电池的光电转换效率。
[0005]为此，人们进行了各式各样的尝试和改进，如在公开号为CN103014833A，名称“娃锭的制备方法”的中国发明专利申请文件中提到的通过在坩祸底部中央位置放置单晶硅块得到较小晶粒晶锭，但单晶硅块价格昂贵，成本高，很难大规模生产推广使用。又如，在公开号为CN 101935867 A，名称为“一种生长大晶粒铸造多晶硅的方法”的中国发明专利申请文件中提出一种生长大晶粒铸造多晶硅的方法，将中心开孔装有单晶硅块的石英片铺在坩祸底部，形成大晶粒铸造多晶硅。但该方法中的石英片在铸造多晶时会引入杂质污染，使整个晶锭合格率降低，产量小。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提出一种制备高效铸造多晶硅的方法。通过在多晶铸锭坩祸底部铺放表面涂刷硅氧-硅氮叠层单晶硅片产生诱导效果；细化晶粒抑制位错从而降低多晶娃材料体内缺陷提尚晶体质量，最终提升电池光电转化效率。
[0007]为此，本发明采用以下技术方案:
一种制备尚效铸徒多晶娃徒的方法，其特征在于包括如下步骤:
51:对单晶娃片进行去清洁处理，去除单晶娃片表面的杂质；
52:在单晶娃片的上、下表面分别涂刷一层娃氧层，厚度0.1-0.2mm ；
53:在娃氧层的表面分别涂刷娃氮层，每层厚度为0.2-0.3mm ；
54:放置在加热台上干燥，温度控制在80-100°C，时间控制在5-10min ;
55:将经步骤S4处理后的单晶硅片放入多晶铸锭炉底部，普通工艺铸锭，得到小晶粒铸锭多晶娃锭。
[0008]进一步地，在步骤SI中，所述清洁处理采用Κ0Η、异丙醇、单晶硅制绒添加剂和去离子水按体积比=1.05:1.36:0.075:42比例的混合溶液进行清洗，时间为15min。
[0009]—种专用于制备高效铸锭多晶硅的单晶硅片，包括硅片本体，其特征在于:在所述硅片本体的两侧分别依次设置有硅氧层和硅氮层，所述硅片本体厚度为0.18_，硅氧层厚度为0.1-0.2mm，娃氮层的厚度为0.2-0.3mm。
[0010]本发明通过在石英坩祸底部铺放两面均涂有硅氧层-硅氮层的单晶硅片，在铸锭多晶硅材料时形成小颗粒晶粒，经冷却退火后能够抑制位错降低缺陷，制备出的晶锭晶粒尺寸大幅度细化，晶粒尺寸范围在6-8_ ;缺陷进一步降低，相比对照组降低15%，少数载流子寿命升高，相比对照组提高8%，电池效率也相应提升0.1%以上。
【附图说明】
[0011]图1为本发明提供的单晶硅片表面叠层示意图；
其中，I为硅片本体，2为硅氧涂层，3为硅氮涂层。
【具体实施方式】
[0012]为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0013]实施例一:
本发明的制备尚效铸徒多晶娃徒的方法，包括如下步骤:
51:对单晶娃片，厚度0.18_，进行去清洁处理，去除单晶娃片表面的油污、金属杂质、有机污染物等杂质；
52:在单晶娃片的上、下表面分别涂刷一层娃氧层，厚度0.1-0.2mm ；
53:在娃氧层的表面分别涂刷娃氮层，每层厚度为0.2-0.3mm ；
54:放置在加热台上干燥，温度控制在80-100°C，时间控制在5-10min ;
55:将经步骤S4处理后的单晶硅片放入多晶铸锭炉底部，普通工艺铸锭，得到小晶粒铸锭多晶硅锭。晶粒尺寸范围6-8m ;有效抑制位错密度，降低材料体内缺陷，改善了晶体质量，最终电池效率相对对比多晶硅锭提升0.1%。
[0014]实施例二:
如图1所示，本发明的另一方面，还公开了一种专用于制备高效铸锭多晶硅的单晶硅片，包括硅片本体1，在所述硅片本体I的两侧分别依次设置有硅氧层2和硅氮层3，所述硅片本体厚度为0.18mm，娃氧层2厚度为0.1-0.2mm，娃氮层3的厚度为0.2-0.3mm。
[0015]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】
1.一种制备尚效铸徒多晶娃徒的方法，其特征在于包括如下步骤: 51:对单晶娃片进行去清洁处理，去除单晶娃片表面的杂质； 52:在单晶娃片的上、下表面分别涂刷一层娃氧层，厚度0.1-0.2mm ； 53:在娃氧层的表面分别涂刷娃氮层，每层厚度为0.2-0.3mm ； 54:放置在加热台上干燥，温度控制在80-100°C，时间控制在5-10min ; 55:将经步骤S4处理后的单晶硅片放入多晶铸锭炉底部，普通工艺铸锭，得到小晶粒铸锭多晶娃锭。2.根据权利要求1所述的制备高效铸锭多晶硅锭的方法，其特征在于:在步骤SI中，采用KOH、异丙醇、单晶硅制绒添加剂和去离子水按体积比=1.05:1.36:0.075:42比例的混合溶液进行清洗，时间:15min。3.一种专用于制备高效铸锭多晶硅的单晶硅片，包括硅片本体，其特征在于:在所述硅片本体的两侧分别依次设置有硅氧层和硅氮层，所述硅片本体厚度为0.18_，硅氧层厚度为0.1-0.2mm，娃氮层的厚度为0.2-0.3mm。
【专利摘要】本发明涉及一种制备高效铸锭多晶硅锭的方法，在常规铸锭工艺的开始之前，将处理过的单晶硅片放入多晶铸锭炉底部，之后普通工艺铸锭，可得到小晶粒铸锭多晶硅锭。同时，本发明还涉及一种专用于制备高效铸锭多晶硅的单晶硅片，包括硅片本体，其特征在于：在所述硅片本体的两侧分别依次设置有硅氧层和硅氮层，所述硅片本体厚度为0.18mm，硅氧层厚度为0.1-0.2mm，硅氮层的厚度为0.2-0.3mm。本发明通过在多晶铸锭炉底部铺放经处理过的单晶硅片，该些单晶硅片的两面均涂有硅氧层-硅氮层的单晶硅片，单晶硅片起到诱导效果形成小颗粒晶粒来抑制位错，从而降低多晶硅材料体内缺陷，最终提升了电池效率。
【IPC分类】C30B29/06, C30B28/06
【公开号】CN105112996
【申请号】CN201510537786
【发明人】康海涛, 叶宏亮, 熊震, 张志强
【申请人】常州天合光能有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月28日