[发明专利]高效多晶硅铸锭方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏技术领域，具体涉及一种高效多晶硅铸锭方法。

背景技术

利用硅材料制成太阳能电池组件，需要经过一系列复杂的加工工艺过程，，其中多晶硅锭的生长是多晶硅电池片生产中非常重要的一个环节。从多晶硅料投入铸锭炉内至多晶硅锭生长完毕出炉，其中的生产步骤包括抽空检漏、加热、融化、长晶、退火冷却几大步骤。

目前，多晶硅铸锭工艺的加热步骤均是在真空模式下分4、5个阶段，利用功率控制升温至1175℃，然后进入熔化步骤；进入熔化步骤后，先在1175℃保温一段时间，然后将炉室内压力逐步升至600mbar同时升温至1540℃，将硅料完全熔化，熔化稳定后再降温至1445℃左右为长晶步骤做准备；稳定后进入长晶步骤开始晶体生长。

本发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在以下问题：目前多晶硅铸锭炉的主流设备，单炉装料量为450至520kg，单炉多晶硅铸锭周期平均为64小时，硅锭的生长速率为7.81kg/h，生产效率较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种高效多晶硅铸锭方法，缩短了多晶硅铸锭的周期，从而提高了硅锭的生产效率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

该高效多晶硅铸锭方法，包括：

投料：将多晶硅料装入坩埚中；

抽空检漏：将装有多晶硅料的坩埚投入铸锭炉内，合炉后进行抽真空检漏；

加热：检漏通过后开始通电加热，先以真空模式与进气控制升至200mbar气体模式交替的方式，将加热功率由0Kw逐步升至140Kw，再将功率保持在140Kw，利用进气控制使炉室内压力逐步升至600mbar，最后利用出气控制将炉室内压力保持在600mbar，温度升至1520℃以上；

熔化：在600mbar气体模式下，先将温度保持在1520℃以上，使多晶硅料稳定熔化，硅原料全部熔化后，将温度逐步降低至1450℃以下并保持温度的稳定；

长晶：在600mbar气体模式下，将温度逐步降低至1400℃-1410℃之间，同时将隔热笼逐步开启至15cm-25cm之间，使硅晶体以一定速度定向生长；

退火：在一定时间内，将隔热笼闭合，同时将温度降低至1400℃以下并在此温度保温一段时间，以消除硅锭内部热应力；

冷却：逐步打开隔热笼，将硅锭冷却至400℃以下，出炉。

与现有技术相比，本发明所提供的上述技术方案具有如下优点：

在加热步骤中，通过真空与气体模式的交替运行，能够及时将炉内原料升温过程中排出的杂质及污染物去除，同时快速提高功率，达到缩短炉内硅料升温时间的目的，省去了现有技术中单独设置保温除尘时间的过程，并且使熔化步骤开始时，压力就已经达到了600mbar，温度达到多晶硅料熔化温度，因此缩短了多晶硅铸锭的周期，从而提高了硅锭的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例所提供的高效多晶硅铸锭方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例所提供的高效多晶硅铸锭方法，包括

S1、投料：将多晶硅料装入坩埚中。

具体的，将重量为480kg的符合要求的多晶硅料装入870×870×480mm的方坩埚中。

S2、抽空检漏：将装有多晶硅料的坩埚投入铸锭炉内，合炉后进行抽真空检漏。通过抽真空使铸锭炉内达到真空度要求并进行检漏，使单位时间泄漏率达到检漏标准。

S3、加热：检漏通过后开始通电加热，加热共分为11个阶段，均采用功率控制。

前8个阶段，以真空模式与进气控制升至200mbar气体模式交替的方式，将加热功率由0Kw逐步升至140Kw(165Kw×85％)。

第9、10阶段，将功率保持在140Kw，同时利用进气控制使炉室内压力逐步升至600mbar。