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Title:
SEED CRYSTAL PRODUCTION METHOD FOR CASTING QUASI-MONOCRYSTALLINE SILICON INGOTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/171306
Kind Code:
A1
Abstract:
A seed crystal production method for casting quasi-monocrystalline silicon ingots utilizes monocrystalline silicon of orientation <100>, having a resistivity of ≥0.1Ω•cm and any polarity. The manufacturing process follows the following order: a. selecting a cylinder of monocrystalline silicon having a diameter of 130 to 250 mm; b. making a reverse cut of 50 to 350 mm at the cut off edge; c. forming a monocrystalline silicon into a square rod with a squaring machine; d. polishing the square rod on four sides with a flat grinding machine; e. cutting the monocrystalline silicon into crystal blocks with a cutting machine, each block having a height of 5 to 50 mm; f. polishing the crystal blocks by chemical or mechanical means to remove a surface damage layer; cleaning, drying, packaging, and storing the crystal blocks for use. Control by the method effectively reduces flaws caused by the seed crystal, thereby improving the quality of quasi-monocrystalline crystal grown in an ingot furnace.

Inventors:
SHI JIAN (CN)
XIONG TAOTAO (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/083699
Publication Date:
December 20, 2012
Filing Date:
December 08, 2011
Export Citation:
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Assignee:
ANYANG PHOENIX PHOTOVOLTAIC TECHNOLOGY CO LTD (CN)
SHI JIAN (CN)
XIONG TAOTAO (CN)
International Classes:
B28D5/00; B24B29/02
Foreign References:
CN101579893A2009-11-18
TW332903B1998-06-01
CN101431021A2009-05-13
CN101892515A2010-11-24
JP3892489B22007-03-14
US4193783A1980-03-18
CN102241077A2011-11-16
Attorney, Agent or Firm:
CHINABLE IP (CN)
北京弘权知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1. 铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法, 采用的单晶硅晶向为〈100〉, 电 阻率^ ). l Q * cm, 极性不限; 其特征在于依次进行以下工序:

a该圆柱状单晶硅的直径选择在 130〜250mm之间;

b断棱处反切 50〜350mm;

c采用开方机将单晶硅加工成方棒;

d采用平磨机对方棒四边进行抛光;

e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在 5〜50mm的晶块;

f采用化学抛光或机械抛光, 对晶块进行抛光, 去除表面损伤层; 清洗干净, 烘干包装, 待用。

2. 根据权利要求 1所述的铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法,其特征在 于: 其中, a该单晶硅的直径选择在 140〜240mm之间。 3. 根据权利要求 1所述的铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法,其特征在 于: 其中, b断棱处反切 100〜320mm。

4. 根据权利要求 1所述的铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法,其特征在 于: 其中, e将硅单晶切割成每块高度在 10〜45mm的晶块。

5. 根据权利要求 1所述的铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法,其特征在 于: 其中, a该单晶硅的直径选择在 150〜230mm之间。

6. 根据权利要求 1所述的铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法,其特征在 于: 其中, b断棱处反切 200〜300mm。

7. 根据权利要求 1所述的铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法,其特征在 于: 其中, e将硅单晶切割成每块高度在 15〜40mm的晶块。

Description:
铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法

技术领域 本发明涉及晶体生长领域, 进一步涉及晶种制作方法, 具体是铸造法生产类似单 晶硅锭晶种制作方法。

背景技术 生产硅锭的方法有: CZ法生产单晶硅锭, 铸锭法生产多晶硅锭, FZ法生产单晶 硅锭、 EFG生产硅带等方法。 由于成本问题, 目前太阳能电池片主要使用 CZ法单晶硅 片和铸造法多晶硅片。 CZ法单晶硅由于制造成本是铸锭多晶硅的 4〜5倍, 能耗上高 出 5〜7倍, 导致 CZ单晶硅的市场份额越来越少。 但由于铸锭法生产多晶硅锭, 存在 大量的位错、 晶界, 使得铸锭法多晶硅片制成的电池片, 存在效率偏低的情况, 一直 使铸锭法多晶硅锭无法完全取代 CZ单晶硅锭。

在国际上, 跨国巨头 BP公司的对用铸锭炉生产类似单晶 (准单晶) 硅锭的工艺 已开发多年, 2010年被 ALD收购,使得 ALD多晶铸锭炉已经小规模开发出铸锭法生产 类似单晶硅锭的设备和工艺。

目前, 尚未见到针对在 GT或四面及顶面加热器的铸锭炉生长类似单晶 准单晶) 过程中, 铸造法生产类似单晶 (准单晶)硅锭晶种制作方法的内容的公开报 道或专利 申请。 如果晶种制备工艺不过关, 会导致出现大量晶体缺陷, 类似单晶的质量也会受 到影响。

发明内容 本发明的目的就是提供一种铸造法生产类似单 晶硅锭晶种制作方法,在 GT或四面 及顶面加热器的铸锭炉生长类似单晶 (准单晶)过程中, 采用该方法, 可有效减少晶 种引起的缺陷, 使得铸锭炉生长类似单晶的质量提高。

本发明的目的是通过以下方案实现的:

铸造法生产类似单晶硅锭晶种制作方法, 采用的单晶硅晶向为〈100〉, 电阻率 0. Ι Ω - οπι, 极性不限; 其特征在于: 依次进行以下工序:

a该圆柱状单晶硅的直径选择在 130〜250mm之间;

b断棱处反切 50〜350mm;

c采用开方机将单晶硅加工成方棒;

d采用平磨机对方棒四边进行抛光;

e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在 5〜50mm的晶块;

f采用化学抛光或机械抛光, 对晶块进行抛光, 去除表面损伤层; 清洗干净, 烘 干包装, 待用。

进一步:

对 a工序: a该单晶硅的直径选择在 140〜240mm之间;

对 b工序: b断棱处反切 100〜320mm;

对 e工序: 采用截断机将硅单晶切割成每块高度在 10〜45mm的晶块。

更进一步:

对 a工序: 该单晶硅的直径选择在 150〜230mm之间;

对 b工序: b断棱处反切 200〜300mm;

对 e工序: 采用截断机将硅单晶切割成每块高度在 15〜40mm的晶块。

具体:

对 a工序:单晶硅的直径还可选择: 130〜150mm,或 150〜170mm,或 170〜190mm, 或 190〜210mm, 或 210〜230mm, 或 230〜250mm, 或 150〜230mm。

对 b工序: 断棱处可反切还可选择: 50〜80mm, 或 80〜120mm, 或 120〜160mm, 或 160〜200mm, 或 200〜240mm, 或 240〜260mm, 或 260〜300mm, 或 300〜350mm。 对 e工序:采用截断机将硅单晶切割成每块高度 5〜10讓, 10〜15讓, 15〜20讓, 20〜25mm, 25〜30mm, 30〜35mm, 35〜40mm, 40〜45mm, 45〜50mm的晶块。

本发明的有益效果在于: 通过本方法的控制, 可有效地减少晶种引起的缺陷, 如 可避免在通常情况下边上、顶部长出多晶晶粒 ,使得铸锭炉生长类似单晶的质量提高。 经相关试验表明, 采用本发明提供的方法生产的类似单晶, 制造的电池片转换效率可 上升 0. 1%左右。

具体实施方式 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方 案, 并使本发明的上述目的、特征 和优点能够更加明显易懂, 下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明 。

实施例 1 :

铸造法生产类似单晶 (或称准单晶) 硅锭晶种制作方法, 在铸造多晶炉 (GT炉, 及采用四面加热器及顶部加热器的结构多晶铸 造炉) 内生产类似单晶 (准单晶) , 采 用的单晶硅晶向为〈100〉, 电阻率大于或等于 0. 1 Q * cm (欧姆 ·厘米) , 极性不限; 依 次进行以下工序:

a该圆柱状单晶硅的直径选择在 130〜150mm (如 130mm) 之间;

b断棱处反切 50〜80mm (如 50mm) ;

c采用开方机将单晶硅加工成方棒;

d采用平磨机对方棒四边进行抛光;

e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在 5〜10mm (如 5mm) 的晶块; 也可以根 据需要切割成其它高度的晶块;

f采用化学抛光或机械抛光, 对晶块进行抛光, 去除表面损伤层。 清洗干净, 烘 干包装, 待用。

实施例 2 :

铸造法生产类似单晶 (或称准单晶) 硅锭晶种制作方法, 在铸造多晶炉 (GT炉, 及采用四面加热器及顶部加热器的结构多晶铸 造炉) 内生产类似单晶 (准单晶) , 采 用的单晶硅晶向为〈100〉, 电阻率大于或等于 0. 1 Q * cm (欧姆 ·厘米) , 极性不限; 依 次进行以下工序:

a该圆柱状单晶硅的直径选择在 230〜250mm (如 250mm) 之间;

b断棱处反切 300〜350mm (如 350mm) ;

c采用开方机将单晶硅加工成方棒;

d采用平磨机对方棒四边进行抛光;

e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在 45〜50mm (如 50mm) 的晶块; 也可以 根据需要切割成其它高度的晶块;

f采用化学抛光或机械抛光, 对晶块进行抛光, 去除表面损伤层。 清洗干净, 烘 干包装, 待用。

实施例 3 :

铸造法生产类似单晶 (或称准单晶) 硅锭晶种制作方法, 在铸造多晶炉 (GT炉, 及采用四面加热器及顶部加热器的结构多晶铸 造炉) 内生产类似单晶 (准单晶) , 采 用的单晶硅晶向为〈100〉, 电阻率大于或等于 0. 1 Q * cm (欧姆 ·厘米) , 极性不限; 依 次进行以下工序:

a该圆柱状单晶硅的直径选择在 200mm (毫米) 之间;

b断棱处反切 200mm;

c采用开方机将单晶硅加工成方棒;

d采用平磨机对方棒四边进行抛光;

e采用截断机将硅单晶切割成每块高度在 30mm的晶块; 也可以根据需要切割成 其它高度的晶块;

f采用化学抛光或机械抛光, 对晶块进行抛光, 去除表面损伤层。 清洗干净, 烘 干包装, 待用。

以上所述, 仅为本发明的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局限于此, 任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的 技术范围内, 可轻易想到的变化或替 换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。