专利名称:一种掺杂锗的定向凝固铸造多晶硅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造多晶硅，尤其是掺杂锗的定向凝固铸造多晶硅。
背景技术：
太阳能是取之不尽的洁净能源，利用半导体材料的光电转换特性，制备成太阳能电池，可以将太阳能转变成电能。
定向凝固铸造多晶硅是太阳能电池的一种主要材料，影响太阳能电池广泛使用的一个主要障碍是成本较高，而电池的主要成本又在硅片。为了降低成本，现在采取的措施是减少硅片的厚度，使得每一片硅片的材料用量减少，但是，目前普遍使用的铸造多晶硅，是掺磷或掺硼浓度为1×1015～1×1017/cm3的铸造多晶硅，其缺点是机械强度较低，如果降低硅片厚度，就会使硅片在加工、电池制备或电池组装成组件等过程中，容易损伤、破碎，硅片破损率增加，势必导致成本的增加。
发明内容本发明的目的是提供一种高机械强度的掺杂锗的定向凝固铸造多晶硅。
本发明的掺杂锗的定向凝固铸造多晶硅，含有浓度为1×1015～1×1017/cm3的磷或硼，其特征是还含有浓度为1×1016～1×1019/cm3的锗。
掺杂锗的定向凝固铸造多晶硅的制备方法如下1)将硅原料置于坩锅，按掺杂浓度加入磷或硼以及锗，装炉；2)将炉室抽成真空，加入或不加入保护气，将硅原料逐渐加热到1420℃～1450℃，直至硅原料全部熔化成液体；3)通过定向凝固，使熔化的硅从底部到上部逐渐结晶，形成定向凝固铸造多晶硅。
上述的锗是指纯度在95％以上的单质锗或锗硅合金。定向凝固可以通过调整坩锅位置、保温罩位置或热场来实现。
本发明的有益效果在于1.在铸造多晶硅中加入锗，利用锗能够钉杂硅中位错提高机械强度的性质，可以增强铸造多晶硅的机械强度，这样硅片可以更薄，用于太阳能电池，可大幅降低成本。
2.在原来掺磷或硼铸造多晶硅的基础上掺入一定量的锗，锗的掺入不影响铸造多晶硅的电学性能。
3.制备工艺简单，易操作。
具体实施方式以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1将240kg的硅原料置于坩锅，掺入20mg的掺杂剂硼，加入350mg的纯度为99.999％的锗，实现装炉。然后将炉室抽成真空，使用Ar气作为保护气。再将硅原料逐渐加热到1440℃，直至硅原料全部熔化成液体。通过提升保温罩位置和定向凝固，使熔化的硅从底部到上部逐渐结晶，形成硼浓度约为9.5×1015/cm3，锗浓度约为1×1016/cm3的定向凝固铸造多晶硅。
本例掺杂锗的定向凝固铸造多晶硅的室温断裂机械强度约为130N/mm2，而只掺硼的铸造多晶硅的室温断裂机械强度约为110N/mm2，掺锗的铸造多晶硅比只掺硼的铸造多晶硅机械强度增加约18％。
实施例2将240kg的硅原料置于坩锅，掺入20mg的掺杂剂硼，加入350g的纯度为99.9999％的锗，实现装炉。然后将炉室抽成真空，使用Ar气作为保护气。再将硅原料逐渐加热到1440℃，直至硅原料全部熔化成液体。通过提升保温罩位置和定向凝固，使熔化的硅从底部到上部逐渐结晶，形成硼浓度约为9.5×1015/cm3，锗浓度约为1×1019/cm3的定向凝固铸造多晶硅。
本例掺杂锗的定向凝固铸造多晶硅的室温断裂机械强度约为145N/mm2，而只掺硼的铸造多晶硅的室温断裂机械强度约为110N/mm2，掺锗的铸造多晶硅比只掺硼的铸造多晶硅机械强度增加约30％。
权利要求
1.一种掺杂锗的定向凝固铸造多晶硅，含有浓度为1×1015～1×1017/cm3的磷或硼，其特征是还含有浓度为1×1016～1×1019/cm3的锗。
专利摘要
本发明公开的掺杂锗的定向凝固铸造多晶硅，含有浓度为1×10
文档编号C30B28/06GK1995487SQ200610154949
公开日2007年7月11日 申请日期2006年11月30日
发明者杨德仁, 朱鑫, 汪雷, 席珍强, 阙端麟 申请人:浙江大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan