本發(fā)明涉及一種多晶硅制作方法，尤其涉及一種用于太陽能電池的多晶硅制作方法。

背景技術：
多晶硅太陽能電池是目前光伏市場的主流產(chǎn)品，隨著多晶硅價格不斷下跌，我國多晶硅生產(chǎn)成本高，污染嚴重，競爭力不足，大部分多晶硅生產(chǎn)企業(yè)處于停產(chǎn)狀態(tài)。用于太陽能電池的多晶硅料目前普遍采用的是6N以上純度的化學法生產(chǎn)的多晶硅料進行摻雜以獲得N型或P型的太陽能級多晶硅。一般來說，大都在多晶硅料中只摻雜磷或硼其中一種摻雜劑。此外，也有中國專利公開號為CN1995487A的文獻中指出在N型或P型的用于鑄錠的多晶硅料中通過摻雜的方式加入鍺可有效釘扎硅中位錯，提高多晶硅片的強度。目前在化學法生產(chǎn)的6N以上純度的多晶硅料中，需要通過加入硼母合金或磷母合金生產(chǎn)的多晶硅錠進行摻雜。不但母合金的購買增加了一定的成本，而且現(xiàn)有這種多晶硅料在鑄錠過程中對硼、磷的污染耐受性很差，在鑄錠及裝料的過程中極其容易被污染而致使鑄錠后硅錠不合格。此外，摻入磷或硼單一摻雜劑的多晶硅太陽能電池對過渡族及堿金屬等雜質的純度要求也較高，因此，有必要對現(xiàn)有的用于太陽能電池的多晶硅制作方法進行改進。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用于太陽能電池的多晶硅制作方法，無需摻雜流程就能合理控制多晶硅中摻雜劑的含量，提高硅太陽能電池的光電轉換效率，且使得多晶硅太陽能電池效率下降較少，具有更加穩(wěn)定的效率輸出。本發(fā)明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種用于太陽能電池的多晶硅制作方法，包括如下步驟：a)首先提供金屬硅原料，并用冶煉提純法去除原料中的過渡族及堿金屬；b)接著繼續(xù)采用冶煉提純法去除原料中的磷、硼和鍺；c)再將冶煉提純后的多晶硅熔液倒入可進行定向凝固的容器里凝固成型，形成多晶硅錠；d)檢測多晶硅錠表面電阻率，并對檢測值符合預設值的多晶硅錠進行破碎處理；e)最后將破碎后的多晶硅碎塊裝入石英坩堝中，并將石英坩堝裝入鑄錠爐內，進行鑄錠。上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟a)中的金屬硅原料為硅石與石油焦或木炭的混合物，所述混合物中金屬硅的純度為90%～99%。上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟a)中冶金提純處理后過渡族及堿金屬的總量小于0.5ppmw。上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟b)中冶金提純處理后控制磷的含量為0.1～0.6ppmw，硼的含量為0.05～0.3ppmw，鍺含量為1～10ppmw。上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟c)中定向凝固的多晶硅錠中磷的含量為0.4ppmw，硼的含量為0.2ppmw，鍺含量為5ppmw。上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟c)中定向凝固速率不大于3cm/小時。上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟d)中電阻率的預設值為1.5～3.0Ω·cm。上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟d)中將多晶硅錠表面去皮1～2cm后，采用輝光放電質譜法檢測多晶硅錠表面電阻率。上述的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，其中，所述步驟d)破碎后的多晶硅碎塊最大尺寸不超過15cm。本發(fā)明對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果：本發(fā)明提供的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，通過冶煉提純法去除原料中多余的過渡族、堿金屬、磷、硼和鍺，再通過定向凝固進一步控制多晶硅錠中磷、硼和鍺的合理含量，所述磷、硼和鍺三種雜質元素均來自于金屬硅原料中固有含量，從而無需摻雜流程即可提高硅太陽能電池的光電轉換效率，且使得多晶硅太陽能電池效率下降較少，具有更加穩(wěn)定的效率輸出。附圖說明圖1為本發(fā)明用于硅太陽能電池的多晶硅制作流程示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。圖1為本發(fā)明用于硅太陽能電池的多晶硅制作流程示意圖。請參見圖1，本發(fā)明提供的用于太陽能電池的多晶硅制作方法包括如下步驟：步驟S1：首先選取采用硅石與石油焦（或木炭）制取的金屬硅為原料，采用冶金的辦法將原料中的過渡族及堿金屬含量提純至總量小于0.5ppmw（按質量計的百萬分之一，PartsPerMillionWeight）。步驟S2：將熔化的多晶硅料，在線取樣，待液硅凝固后制做檢測樣品，使用輝光放電質譜法（GlowDischargeMassSpectrometry，簡稱GDMS）檢測并確定其中磷、硼和鍺的含量。采用冶金辦法將磷、硼雜質的含量提純至需要的水平，比如磷的含量為0.4ppmw，硼的含量為0.2ppmw，電阻率為2Ω·cm，鍺含量為10ppmw。步驟S3：將多晶硅熔液倒入可進行定向凝固的容器里，凝固成型?？刂颇趟俾什淮笥?cm/小時。步驟S4：將凝固成型的大塊多晶硅錠表面去皮1-2cm，檢測硅錠表面電阻率，檢測值如2.2Ω·cm左右，然后破碎成碎塊，碎塊大徑不超過15cm，即碎塊最大尺寸不超過15cm。步驟S5：將破碎成的多晶硅碎塊裝入鑄錠用石英坩堝中，然后將裝好多晶硅料的坩堝裝入鑄錠爐內，進行鑄錠；鑄錠后多晶硅錠內鍺含量約為5ppmw，電阻率范圍約為2.2-3Ω·cm。由上可見，本發(fā)明提供的用于太陽能電池的多晶硅制作方法，同時含有磷、硼和鍺三種雜質元素的鑄錠用太陽能級多晶硅料。本發(fā)明的多晶硅料中可以方便地控制磷的濃度為0.1-0.6ppmw，硼的含量為0.05-0.3ppmw，鍺的含量為1-10ppmw。其三種雜質元素的含量均來自于金屬硅原料中（金屬硅生產(chǎn)原料為硅石與石油焦或木炭）。由于采用冶金辦法由硅石與石油焦（或木炭）生產(chǎn)的金屬硅純度一般在90%-99%之間，其中磷及硼的含量在10-20ppmw以上，鍺的含量約為10-20ppmw。通過定向凝固等辦法可將金屬硅中過渡族及堿金屬雜質的總量減少至0.5ppmw以下，其中磷、硼和鍺的含量通過冶金辦法可有效提純至本發(fā)明要求的濃度，并保證電阻率范圍為1.5-3Ω·cm。本發(fā)明同時摻雜有磷、硼和鍺的太陽能級多晶硅料優(yōu)勢在于無需添加母合金進行摻雜即可用于鑄錠。特別是本發(fā)明的多晶硅料中無需摻雜即含有1-10ppmw的鍺，鍺與硅存在一定的晶格失配，可引入應力場，有效釘扎硅中位錯，并有效抑制硅中硼氧、硼鐵對的產(chǎn)生，減少載流子復合。本發(fā)明的優(yōu)勢在于當硅中硼、磷同時存在時，由于多晶硅內磷與硼的含量較高，少量的磷或硼污染不易影響總的含量，從而可以提高在鑄錠過程中的穩(wěn)定性。由于磷、硼兩種雜質元素同時存在，磷的含量為0.1-0.6ppmw，硼的含量為0.05-0.3ppmw，電阻率為1.5-3Ω·cm。以P型多晶硅為例，硼的含量比磷較高，相比摻雜單一摻雜劑硼的P型多晶硅，在保證同樣的短路電流的條件下，其費米能級向中間帶靠近，將使得在硅中引入淺層能級的（Fe、Cr、Ti等）的雜質的活性處于抑制狀態(tài)，從而提高多晶硅太陽能電池中雜質的允許濃度。在多晶硅太陽能電池的制備過程中，得到抑制的微量雜質的污染將不至于影響太陽能電池的效率，從而使生產(chǎn)過程中多晶硅太陽能電池效率輸出更加穩(wěn)定。本發(fā)明提供的用于太陽能電池的多晶硅，由于磷、硼兩種雜質同時存在，當磷的含量為0.1-0.6ppmw，硼的含量為0.05-0.3ppmw，電阻率為1.5-3Ω·cm，用此多晶硅料制成的太陽能電池效率與單一摻雜劑制作的太陽能電池效率相當；且當太陽能電池溫度從室溫升高至50℃時，此多晶硅太陽能電池效率下降較少，具有更加穩(wěn)定的效率輸出。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。