[发明专利]铸造单晶硅锭及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铸造单晶硅锭及其制备方法。铸造单晶硅锭的制备方法包括如下步骤：在坩埚的底部铺设单晶籽晶，形成单晶籽晶层；在单晶籽晶层的四周铺设至少一根单晶条，单晶条与相邻的单晶籽晶相互拼接，其中，单晶条的缺陷比值大于相邻单晶籽晶的缺陷比值；在单晶籽晶层与至少一根单晶条上装硅料，加热使硅料完全熔化、单晶籽晶层部分熔化，长晶之后得到铸造单晶硅锭。上述铸造单晶硅锭的制备方法，在单晶的生长过程中，单晶条内的缺陷处易吸附杂质，从而降低边角硅块的杂质含量和边角硅块缺陷的产生几率。缺陷比值较大的区域可释放硅锭边部的生长应力，减少了缺陷的产生和增值。此外，本发明还涉及一种由上述制备方法制备得到的铸造单晶硅锭。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏材料技术领域，特别是涉及一种铸造单晶硅锭及其制备方法。

背景技术

太阳能光伏发电是目前发展最快的可持续能源利用的形式之一，近些年来在各国都得到了迅速的发展。目前，利用铸造法生产太阳能用单晶硅的方法受到了越来越多的关注。铸造单晶硅具有直拉单晶硅低缺陷的优点，并且可以通过碱制绒的方法形成金字塔型的织构，提高对光的吸收，从而提高转化效率；同时，铸造单晶硅也具有铸造多晶硅生产成本低，产量高的优点。因此，铸造单晶硅继承了直拉单晶硅和铸造多晶硅的优点，克服了两种方式各自的缺点，生产的单晶硅的质量接近直拉单晶硅。在不明显增加硅片成本的前提下，使电池转换效率提高1％以上。成为降低太阳能电池生产成本的重要途径。

传统的铸造单晶硅锭的制备方法为：在坩埚的底部铺设一定量的单晶籽晶，在单晶籽晶上方铺设硅料，硅料加热熔化，同时控制单晶籽晶不完全熔化，使得晶体在不完全熔化的单晶籽晶上成长为铸造单晶。然而，在实际铸造单晶硅锭的生产过程中，靠近坩埚边缘的边角硅块容易受到多晶的挤压，导致边角硅块缺陷高。

发明内容

基于此，有必要针对如何减少边角硅块缺陷的问题，提供一种铸造单晶硅锭及其制备方法。

一种铸造单晶硅锭的制备方法，包括如下步骤：

在坩埚的底部铺设单晶籽晶，形成单晶籽晶层；

在所述单晶籽晶层的四周铺设至少一根单晶条，所述单晶条与相邻的单晶籽晶相互拼接，其中，所述单晶条的缺陷比值大于相邻所述单晶籽晶的缺陷比值；

在所述单晶籽晶层与至少一根所述单晶条上装硅料，加热使硅料完全熔化、单晶籽晶层部分熔化，长晶之后得到铸造单晶硅锭。

上述铸造单晶硅锭的制备方法，在单晶的生长过程中，单晶条内的缺陷处易吸附杂质，从而降低边角硅块的杂质含量和边角硅块缺陷的产生几率。另外，缺陷比值较大的区域可释放硅锭边部的生长应力，减少了铸造单晶硅锭中缺陷的产生和增值。

在其中一个实施例中，所述单晶条由以下方法制备得到：切割铸造单晶块得到头部，之后检测切割面的缺陷比值，将切割面的缺陷比值大于50％的头部切割成多根单晶条。

在其中一个实施例中，在所述单晶籽晶层的四周铺设至少一根单晶条的操作中，所述单晶条的缺陷比值大于50％的切割面朝向相邻的单晶籽晶。

在其中一个实施例中，所述单晶条为长方体，所述单晶条的长度和高度均与相邻所述单晶籽晶的长度和高度相同，所述单晶条的宽度为5mm～40mm。

在其中一个实施例中，相互拼接的所述单晶条与相邻所述单晶籽晶的侧面晶向不同。

在其中一个实施例中，所述单晶条的根数为若干根，若干根所述单晶条依次首尾拼接，相互拼接的相邻两根所述单晶条的侧面晶向不同。

在其中一个实施例中，装硅料之前还包括以下步骤：

在所述单晶条的四周填充硅基浆料，所述硅基浆料为氮化硅与硅粉的混合浆料或者氮化硅浆料，干燥之后形成硅基填充条。