[发明专利]一种多晶铸锭用选择性全熔高效坩埚

说明书

技术领域

本发明涉及一种特殊多晶铸锭用坩埚,尤其涉及多晶铸锭半熔工艺使用。

背景技术

2011年起，硅片效率经历了大晶粒、类单晶、高效多晶等重要研发方向。类单晶追求少晶界，但不可避免高密度的位错增殖，高效多晶虽然有很高的晶界密度，但位错密度却表现很低。由于低位错、高效率的优势，高效多晶自2012年起逐渐成为市场需求的主流。为了获得较小的晶粒，业内普遍存在全熔与半熔两大工艺，由于半熔工艺为同质形核，晶粒均匀，效率略高于全熔，目前行业内多数使用半熔工艺。但半熔工艺也存在边缘籽晶难以保全的难题，使得晶锭边缘效率明显低于中心效率。业内人士在护板边缘或者DS边缘、隔热笼底部用碳毡包裹等方式阻止热辐射达到保留籽晶目的，一定程度上有效果，但碳等其它杂质随之增高。坩埚底部制作涂层防止杂质的过多引入有重要意义。

专利号为201510576727.9中国专利申请涉及一种多晶硅铸锭铺底料及其制备方法和应用。多晶硅铸锭铺底料是硅颗粒表面涂覆氮化硅层的耐高温硅颗粒，其粒径为3~15mm，硅颗粒∶氮化硅的质量比为40∶1~5。制备方法包括以下步骤：在硅颗粒中加入5%~15%的氮化硅粉并搅拌均匀；再加入0.4%~12%硅溶胶与纯水的混合溶液，再次充分搅拌，硅溶胶与纯水的质量比为1∶1~5；烘干后将颗粒物搓开并过筛网即可。将上述耐高温硅颗粒应用于多晶硅半熔铸锭工艺中，进入长晶后起到良好的形核作用。因硅锭底部籽晶保留高度低，红区平整等优点，相比传统半熔工艺，成晶率可提高4%~6%，A、B、C三区光电转换效率趋于一致，从而使产品整体品质得到提升。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种多晶铸锭用选择性全熔高效坩埚，本发明采用的技术方案如下：

一种多晶铸锭用选择性全熔高效坩埚，在坩埚底部边缘设有形核物，坩埚底部中间部分不铺形核物。本发明中所指形核物的概念为：所述形核物为硅料、硅的化合物、或者硅与硅的化合物混合中的一种或多种。

所述形核物的尺寸为3μm-500μm。

另外，本发明还提供了一种多晶铸锭用选择性全熔高效坩埚的制造方法，包括以下步骤：

步骤一：将隔板放在坩埚底部中间位置，隔板距离坩埚边缘2-14cm；

步骤二：在坩埚底部边缘铺设形核物；

步骤三：去除隔板。

所述形核物为硅料、硅的化合物、或者硅与硅的化合物混合中的一种或多种；

所述形核物可用手撒、机器布砂或者喷涂方式布在坩埚底部边缘；

所述形核物在铺设前用粘性的胶体涂刷或者喷在坩埚底部，胶体采用高纯石英料浆、硅溶胶或者其它不对铸锭造成质量影响的胶体中的一种或多种；

所述隔板采用高纯塑料材料或其它不会对多晶铸锭造成影响的材料；

所述隔板形状为圆形、方形或非规则形状。

本发明的技术原理为：通过在坩埚底部边缘处铺设形核物，可阻止因边缘籽晶熔化导致边缘形核较差的问题，保证多晶铸锭用半熔工艺下底部边缘处达到同质形核。

本发明的有益技术效果为：用本发明所提供坩埚铸锭出锭后产品底部晶花90%以上为优质晶粒，优选条件下可达100%优质晶粒，晶锭平均转换效率提升0.02%以上，优选条件下可到0.11%，使得晶锭边缘效率明显提高，整锭光电转换效率提升0.05-0.10%，；采用本发明所提供的坩埚制造方法，具有操作简便，不易引入杂质、制作高效坩埚底部涂层的成本可下降50-80%的优势，有较好的产业化前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1成品坩埚俯视图（示意图一）

图2成品坩埚俯视图（示意图二）。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实例对本发明提供的石英坩埚进行描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

首先，将圆形隔板放在坩埚底部中间位置，隔板最宽处离坩埚四内壁4cm；然后，将形核物布在坩埚底部边缘；最后，去除隔板,坩埚成品示意图如图1所示，其中阴影处为设有形核物。

采用上述坩埚铸锭出锭后底部晶花96%为优质晶粒，晶锭平均转换效率提升0.03%。

实施例2

与实施例1不同的是，隔板最宽处离坩埚四内壁12cm，出锭后底部晶花100%为优质晶粒，晶锭平均转换效率提升0.11%。

实施例3