[发明专利]一种多晶硅铸锭炉和多晶硅铸锭方法

说明书

技术领域：

本发明涉及太阳电池制造技术领域，尤其涉及一种多晶硅铸锭炉。

背景技术：

太阳能电池可以将光能转换为电能，是现代节能社会发展的一个重点。根据基体材料的不同，现有的太阳能电池分为多晶硅太阳能电池和单晶硅太阳能电池。其中，单晶硅太阳能电池的转化效率高，但生产成本也高，多晶硅太阳能电池的转化效率比单晶硅电池低1%-2%，但其生产成本也低，综合考虑，目前市场上的太阳能电池仍以多晶硅太阳能电池为主。

现有用于生产多晶硅太阳能电池的多晶硅锭通常采用定向凝固法制得，其基本原理是：将硅料放置在多晶硅铸锭炉的坩埚内，利用多晶硅铸锭炉内的加热装置对坩埚加热，使硅料完全熔化成液态，再通过控制炉内的温度变化，形成纵向的温度梯度，对硅料溶液进行自下而上的冷却，实现晶体的定向生长。

但是，现有的多晶硅锭存在较多的位错和晶界，成为光生载流子的快速复合中心，使得由此硅锭制得的多晶硅太阳能电池的转化效率降低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明申请的目的在于提供一种多晶硅铸锭炉和多晶硅铸锭方法，以减少硅锭内的位错和缺陷，进而提高多晶硅太阳能电池的转换效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种多晶硅铸锭炉，包括用于支撑硅料承载容器的底板，所述底板表面的热导率不同。

优选的，所述底板包括：

底板主体和控温部件，所述底板主体和控温部件的热导率不同。

优选的，所述底板主体的热导率为10W/(m·K)~1000W/(m·K)。

优选的，所述控温部件的热导率为0.01W/(m·K)~50W/(m·K)。

优选的，所述温控部件呈多个尺寸相同的矩形，且以阵列方式排布在所述底板主体上。

优选的，所述温控部件呈多个尺寸不同的矩形，且多个矩形具有共同的几何中心。

优选的，所述温控部件呈多个圆形，且以阵列方式排布在所述底板主体上。

优选的，所述底板主体为一平板结构。

优选的，所述底板主体表面设置有凹槽。

优选的，所述控温部件设置在所述凹槽内，且所述温控部件填满所述凹槽。

优选的，所述温控部件直接贴合在所述底板主体表面上。

优选的，所述温控部件的厚度为1mm~20mm。

优选的，所述底板主体内设置有通透槽，所述通透槽贯穿所述底板主体。

优选的，所述温控部件设置在所述通透槽内。

优选的，所述多晶硅铸锭炉还包括：

热交换台，所述热交换台设置在所述底板下方。

优选的，所述热交换台上设置有通气槽，所述通气槽为外界气体在所述底板与热交换台之间的流动通道。

优选的，所述底板下方设置有开槽，所述开槽与通气槽相配合作为外界气体在所述底板与热交换台之间的流动通道。

优选的，所述底板上设置有贯通所述底板的通孔，所述通孔与所述通气槽相配合作为外界气体在所述底板与热交换台之间的流动通道。

优选的，所述多晶硅铸锭炉还包括：

保温板，所述保温板围成一保温腔；

冷却铜板，所述冷却铜板位于保温腔的底部；

底部加热器，所述底部加热器位于冷却铜板上方，且所述底部加热器上方设置有热交换台和底板；

坩埚，所述坩埚用于盛放硅料，所述坩埚外围设置有防护板，且所述坩埚和防护板位于底板上方；

顶部加热器，所述顶部加热器位于保温腔的顶部。

一种多晶硅铸锭方法，包括：

通过底部加热器和顶部加热器为置于坩埚内的硅料加热，使之熔化；

控制保温腔内的温度分布，形成平行于硅料承载容器底部的横向温度梯度和垂直于硅料承载容器底部的纵向温度梯度，使液态的硅料结晶生长，最终形成多晶硅锭。

优选的，形成所述横向温度梯度，包括：

通过提供具有不同表面热导率底板的方法形成所述横向温度梯度，所述底板用于承载硅料承载容器。

优选的，形成所述横向温度梯度，包括：

通过气冷的的方式控制所述底板的温度，形成所述横向温度梯度。