[发明专利]类单晶铸锭籽晶体的制作方法及类单晶铸锭的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种类单晶铸锭籽晶体的制作方法。此外，本发明还涉及一种类单晶铸锭的制作方法。

背景技术

目前市场上太阳能电池组件使用的电池片主要以单晶硅片和多晶硅片作为基底。单晶电池片晶向为[100]，碱制绒后硅片表面为倒金字塔绒面，反射率低，转化效率较高。但是，拉制单晶硅棒过程中，单炉运行周期长、产能小，成本高。多晶电池片使用的多晶硅片来源于多晶铸锭，单炉运行周期短、产能大，成本较低，转化效率也低。

而目前市场上出现的类单晶铸锭技术，即使用多晶铸锭定向生长系统通过特殊的装料工艺和硅料熔化、生长工艺铸造类单晶铸锭。这种类单晶铸锭相比较多晶铸锭来说，其内部硅晶粒晶向一致，有效降低了铸锭内部空位、替位、位错、孪晶、晶界等物理缺陷，有效提高铸锭多晶电池片转化效率，成本也较制作单晶电池片的成本降低很多。因此，使用类单晶铸锭技术加工制作类单晶铸锭逐渐成为制作电池基底铸锭的主流方法。

使用多晶铸锭定向生长系统铸造类单晶，需要在熔融硅料初始结晶处放置籽晶体块(晶种)，使熔融硅料以籽晶体块为基底开始结晶生长，最终生长成适合制作太阳能电池片的类单晶铸锭。

籽晶体作为类单晶结晶基底，要求如下：

A：晶向一致，为<100>晶向族；B：尺寸固定，易于摆放；C：表面光滑，不破坏铸锭承载坩埚内表面；D：纯度高，硅单质纯度在99.9999％之上。

基于上述类单晶用籽晶体的要求，目前市场上均采用单晶棒加工制造籽晶体。请参考图1，图1为现有技术中类单晶铸锭籽晶体的制作方法的加工步骤图。

如图1所示，现有技术中采取如下步骤进行加工制作籽晶体：

首先，提供横截面晶向为[100]的整体单晶棒1，拉直整体单晶棒1，获取铸锭籽晶体的原材料，并保证后续制作过程中切割籽晶体的准确度，然后，将单晶棒的首尾去掉。再将上述单晶棒进行破段处理，即将其切割成多个小段圆柱单晶棒2；再将每个小段进行破方处理，即将每个小段切割成中部的主体部分3和主体部分3外侧的四个边皮料4。最后将每个主体部分3切割成多个薄板31，将这些多个薄板31工整、不留缝隙地并排设置即可形成籽晶体5，将该籽晶体铺设在坩埚底部，即可使用多晶铸锭炉生产出类单晶铸锭。而切割处的边皮料4则作为下脚料回收处理。

这种直拉单晶棒切割籽晶体，具备晶向一致、纯度高、表面光滑规则等优点，但是其成本较高，一根120kg直拉单晶硅棒硅料成本在25000元，加工硅棒成本在15000元，而一根单晶棒只能满足两炉类单晶铸锭使用，即一炉类单晶只用于切割籽晶体的成本在2万元人民币。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，针对上述类单晶铸锭籽晶体的制作方法做进一步优化设计，使其在保证籽晶体质量的前提下，降低其生产加工成本。

发明内容

本发明的目的为提供一种类单晶铸锭的制作方法，该方法能够减少使用材料、降低生产成本。在此基础上，本发明的另一目的为提供一种类单晶铸锭的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种类单晶铸锭籽晶体的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：

11)提供横截面晶向为[100]的整体单晶棒，所述整体单晶棒的表面均匀设有四条平行于其轴线的棱线，将整体单晶棒切割成多个小段圆柱单晶棒；

12)沿经过每相邻两条所述棱线的四个第一平面切割所述小段圆柱单晶棒，或者沿分别平行于四个所述第一平面的四个第二平面切割所述小段圆柱单晶棒，将所述小段圆柱单晶棒切割成位于中部的主体部分和位于所述主体部分外侧的边皮料；

13)将多个所述边皮料的长方形侧面向下并排设置，拼接形成籽晶体。

优选地，所述步骤12)中，沿分别设于四个所述第一平面外侧、且对称设置的四个所述第二平面切割所述小段圆柱单晶棒，以使每个小段圆柱单晶棒切割后形成的四个边皮料相同，且四个所述边皮料对称设于所述主体部分外侧。

优选地，所述步骤12)与所述步骤13)之间还包括步骤：

121)沿平行于所述轴线且垂直于所述长方形侧面的截面切除所述边皮料的两侧边缘部分。

优选地，所述步骤121)在所述边皮料的厚度大于或等于15mm处切割。

优选地，所述步骤121)在所述边皮料的厚度等于15mm处切割。

优选地，所述步骤11)中切割所述整体单晶棒之前还包括：

对所述整体单晶棒拉直处理。