[发明专利]籽晶铺设方法、铸锭单晶硅的生产方法和铸锭单晶硅

说明书

本申请实施例提供了一种籽晶铺设方法，包括：提供坩埚，在所述坩埚的底部铺设籽晶层，其中，籽晶层由多个第一籽晶和多个第二籽晶间隔拼接形成，任意相邻两个所述第一籽晶之间设有一个所述第二籽晶，任意相邻两个所述第二籽晶之间设有一个所述第一籽晶，所述第一籽晶和所述第二籽晶的生长面晶向相同，侧面晶向不同；第一籽晶和所述第二籽晶均为重掺单晶，重掺单晶的掺杂元素包括硼、镓、磷和锗中的至少一种籽晶铺设方法。一种生长高质量铸锭单晶的籽晶制备方法。该籽晶铺设方法中铺设的籽晶层，可以抑制热冲击产生的位错及显著减少引晶过程中产生的位错源，有利于生产位错极低的铸锭单晶硅。本申请还提供了铸锭单晶硅的生产方法和铸锭单晶硅。

技术领域

本申请涉及多晶硅铸锭技术领域，特别是涉及一种籽晶铺设方法、铸锭单晶硅的生产方法和铸锭单晶硅。

背景技术

晶体硅片在光伏发电技术领域具有重要应用前景，并且，单晶硅、类单晶硅具有高效率的优势。现有采用直拉法得到的单晶硅具有缺陷密度低、光电转换效率高的特点，但是直拉法具有产率低、成本高等缺点，与市场发展要求低成本相背。而采用铸锭单晶技术具有成本低的优点，但得到的铸锭单晶硅在引晶过程中易产生位错源，进而导致后续晶体位错增殖，或形成多晶晶界；以致单晶面积比例下降，硅片形成大量的缺陷，严重影响太阳能电池的光电转换效率和使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种籽晶铺设方法、铸锭单晶硅的生产方法和铸锭单晶硅，该籽晶铺设方法中铺设的籽晶层，可以抑制热冲击产生的位错及显著减少引晶过程中产生的位错源，有利于生产位错极低的铸锭单晶硅。

第一方面，本申请提供了一种籽晶铺设方法，包括：

提供坩埚，在所述坩埚的底部铺设籽晶层，其中，所述籽晶层由多个第一籽晶和多个第二籽晶间隔拼接形成，任意相邻两个所述第一籽晶之间设有一个所述第二籽晶，任意相邻两个所述第二籽晶之间设有一个所述第一籽晶，所述第一籽晶和所述第二籽晶的生长面晶向相同，侧面晶向不同；所述第一籽晶和所述第二籽晶均为重掺单晶，所述重掺单晶的掺杂元素包括硼、镓、磷和锗中的至少一种。

本申请实施方式中，所述第一籽晶和所述第二籽晶的电阻率为0.3-0.5ohm-cm。

本申请实施方式中，所述第一籽晶和所述第二籽晶的侧面晶向夹角为5-90°。

本申请实施方式中，所述掺杂元素在所述重掺单晶中的原子数量浓度为1×10¹⁸-1×10¹⁹atoms/cm³。

本申请实施方式中，所述第一籽晶与所述第二籽晶的生长面晶向为100、011或111。

本申请实施方式中，所述籽晶层的厚度为10-30mm。

第二方面，本申请提供了一种铸锭单晶硅的生产方法，包括：

按本申请第一方面所述的籽晶铺设方法在坩埚中形成籽晶层；

在所述籽晶层上方填装硅料，加热使所述坩埚内所述硅料熔化成硅熔体；待所述籽晶层未完全融化时，调节热场形成过冷状态，使所述硅熔体在所述籽晶层基础上开始长晶；

待全部所述硅熔体结晶完后，经退火冷却得到铸锭单晶硅。

本申请实施方式中，在所述籽晶层上方填装硅料过程中，还包括添加硼母合金，所述硼母合金的浓度范围为1×10¹⁶-1×10¹⁷atoms/cm³。

本申请实施方式中，所述长晶过程中的温度为1410-1440℃。

第三方面，本申请还提供了一种由本申请第二方面所述铸锭单晶硅的生产方法生产的铸锭单晶硅。

本申请的有益效果包括：