專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多晶硅錠的鑄造方法，特別是一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的多晶娃淀的鑄造方法主要有1.類(lèi)單晶技術(shù)為了提高多晶硅錠的質(zhì)量，鑄錠廠家開(kāi)發(fā)了類(lèi)單晶技術(shù)。公開(kāi)資料顯示，類(lèi)單晶技術(shù)在2006年由BPSolar研制成功，隨后國(guó)內(nèi)晶澳、LDK、韓華新能源、鳳凰光伏等廠家相繼發(fā)布其類(lèi)單晶研究進(jìn)展。該技術(shù)采用IOmm 20mm厚的單晶作為籽晶，將單晶置于噴好氮化硅涂層的石英坩堝底部，然后再裝硅料?；蠒r(shí)通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)，控制化料結(jié)束時(shí)固液界面在單晶籽晶處，并使單晶融化掉一部分，剩余未融化的一部分單晶作為籽晶， 從籽晶處開(kāi)始形核長(zhǎng)晶，最后得到類(lèi)單晶硅錠。類(lèi)單晶技術(shù)存在如下缺陷①單晶籽晶成本高；②類(lèi)單晶硅錠中間偏上位置處的位錯(cuò)密度非常高，其位錯(cuò)密度甚至比普通硅錠中的位錯(cuò)密度還高，因此采用類(lèi)單晶硅片做出來(lái)的電池片中，低效比例超過(guò)了 10%。由于成本高，低效比例高，該技術(shù)目前還沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用。2、碎硅片技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01210291256. 3的中國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利文獻(xiàn)，公布了一種用碎硅片作為籽晶來(lái)鑄造多晶硅錠的方法，該方法采用在已噴涂好氮化硅涂層的石英坩堝底部預(yù)先鋪設(shè)一定厚度的碎硅片，然后正常裝料?；蠒r(shí)通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)，控制化料結(jié)束時(shí)固液界面在碎硅片處，并使碎硅片融化掉一部分，剩余未融化的碎硅片作為籽晶，從籽晶處開(kāi)始形核長(zhǎng)晶，最后得到高質(zhì)量硅錠。采用碎硅片作為籽晶，由于坩堝中金屬雜質(zhì)擴(kuò)散的原因，會(huì)導(dǎo)致采用該技術(shù)鑄出來(lái)的硅錠中，底部紅區(qū)偏長(zhǎng)，成品率偏低，其成品率低，一般在63%左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硅錠缺陷少、位錯(cuò)密度低、成品率高的提高鑄造多晶硅錠質(zhì)量的方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其特點(diǎn)是，其步驟如下
(1)采用純度超過(guò)99.9%、粒徑為0. 01 ii m 100 ii m的硅粉為原料；將硅粉與純水進(jìn)行攪拌混合均勻，純水占混合物的質(zhì)量百分比為20% 70% ；
(2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為0. 3 5_的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。本發(fā)明所述的用于鑄造高效多晶硅錠的方法的步驟(I)中，還可以將硅粉與純水、添加劑進(jìn)行攪拌混合，純水占混合物的質(zhì)量百分比為20% 70%，添加劑占混合物的質(zhì)量百分比0. 1% 10%;所述的添加劑選自硅溶膠、硅酸、聚乙烯醇、氮化硅中的一種或幾種。這樣可以進(jìn)一步提聞娃粉涂層質(zhì)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法生產(chǎn)出來(lái)的多晶硅錠切成硅片后，硅片缺陷密度低，做成電池后，轉(zhuǎn)換效率比普通多晶硅片的效率高0. 3 1. 0%。采用本發(fā)明方法鑄錠，成本與主流鑄錠方法相當(dāng)，但是位錯(cuò)密度會(huì)大大降低，硅錠缺陷少，成品率可以超過(guò)69%，成本大大低于碎娃片技術(shù)的成本。
具體實(shí)施例方式以下進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體技術(shù)方案，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步地理解本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)其權(quán)利的限制。實(shí)施例1，一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其步驟如下 (1)采用純度超過(guò)99.9%、粒徑為0. 01 i! m的硅粉為原料；將硅粉與純水進(jìn)行攪拌混合均勻，純水占混合物的質(zhì)量百分比為20% ；
(2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為0. 3mm的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。實(shí)施例2，一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其步驟如下
(1)采用純度超過(guò)99.9%、粒徑為100 u m的硅粉為原料；將硅粉與純水進(jìn)行攪拌混合均勻，純水占混合物的質(zhì)量百分比為70% ；
(2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為5_的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。實(shí)施例3，一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其步驟如下
(1)采用純度超過(guò)99.9%、粒徑為I ii m的娃粉為原料；將娃粉與純水進(jìn)行攪拌混合均勻，純水占混合物的質(zhì)量百分比為50% ；
(2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為2_的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。實(shí)施例4，一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其步驟如下
(1)采用純度超過(guò)99.9%、粒徑為10 ii m的硅粉為原料；將硅粉與純水進(jìn)行攪拌混合均勻，純水占混合物的質(zhì)量百分比為30% ；
(2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為1_的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。
實(shí)施例5，一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其步驟如下
(I)采用純度超過(guò)99. 9%、粒徑為20 ii m的硅粉為原料；將硅粉與純水、添加劑進(jìn)行攪拌混合，純水占混合物的質(zhì)量百分比為35%，添加劑占混合物的質(zhì)量百分比5% ;所述的添加劑選自硅溶膠、硅酸、聚乙烯醇、氮化硅中的一種或幾種。(2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為3_的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。實(shí)施例6，一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其步驟如下
(I)采用純度超過(guò)99. 9%、粒徑為10 ii m的硅粉為原料；將硅粉與純水、添加劑進(jìn)行攪拌混合，純水占混合物的質(zhì)量百分比為55%，添加劑占混合物的質(zhì)量百分比1%;所述的添加劑 選自硅溶膠、硅酸、聚乙烯醇、氮化硅中的一種或幾種。(2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為2_的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。實(shí)施例7，一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其步驟如下
(I)采用純度超過(guò)99. 9%、粒徑為0. 05 ii m的硅粉為原料；將硅粉與純水、添加劑進(jìn)行攪拌混合，純水占混合物的質(zhì)量百分比為25%，添加劑占混合物的質(zhì)量百分比0. 1% ;所述的添加劑選自硅溶膠、硅酸、聚乙烯醇、氮化硅中的一種或幾種。(2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為0. 8mm的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。實(shí)施例8，一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其步驟如下
(I)采用純度超過(guò)99. 9%、粒徑為50 ii m的硅粉為原料；將硅粉與純水、添加劑進(jìn)行攪拌混合，純水占混合物的質(zhì)量百分比為60%，添加劑占混合物的質(zhì)量百分比10% ;所述的添加劑選自硅溶膠、硅酸、聚乙烯醇、氮化硅中的一種或幾種。(2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為1_的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。
權(quán)利要求
1.一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，其特征在于，其步驟如下 (1)采用純度超過(guò)99.9%、粒徑為0. Ol ii m 100 ii m的硅粉為原料；將硅粉與純水進(jìn)行攪拌混合均勻，純水占混合物的質(zhì)量百分比為20% 70% ； (2)以上述硅粉與純水的混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為0. 3 5_的硅粉涂層，硅粉涂層干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(I)中，將硅粉與純水、添加劑進(jìn)行攪拌混合，純水占混合物的質(zhì)量百分比為20% 70%，添加劑占混合物的質(zhì)量百分比0. 1% 10%;所述的添加劑選自硅溶膠、硅酸、聚乙烯醇、氮化硅中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于鑄造高效多晶硅錠的方法，采用純度超過(guò)99.9%、粒徑為0.01～100μm的硅粉為原料；將硅粉與純水進(jìn)行攪拌混合均勻，純水占混合物的20～70%；以混合物作為多晶鑄錠形核劑；在坩堝進(jìn)行氮化硅噴涂結(jié)束后，將混合物噴或刷至坩堝底部形成一層厚度為0.3～5mm的硅粉涂層，干燥后，獲得龜裂的硅粉涂層與/或不龜裂的硅粉涂層，最后裝料鑄錠，長(zhǎng)晶時(shí)龜裂硅粉涂層以硅粉與裂縫作為形核點(diǎn)，不龜裂的硅粉涂層以硅粉作為形核點(diǎn)進(jìn)行鑄錠生長(zhǎng)，獲得多晶硅錠。本發(fā)明方法生產(chǎn)出來(lái)的多晶硅錠切成硅片后，硅片缺陷密度低，做成電池后，轉(zhuǎn)換效率比普通多晶硅片的效率高0.3～1%。采用本發(fā)明方法鑄錠，成本與主流鑄錠方法相當(dāng)，成品率可以超過(guò)69%。
文檔編號(hào)C30B28/06GK103014852SQ20131000866
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者申鉉憲, 金廷珉, 唐珊珊, 潘龍煥, 周環(huán), 仲龍飛, 唐青崗 申請(qǐng)人:韓華新能源科技有限公司