本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體是高純度多晶硅片的制備方法。
背景技術(shù)：
高效和低成本是太陽電池發(fā)展的主要趨勢。多晶硅太陽電池價格低廉且轉(zhuǎn)換效率較高，成為國際光伏界的研究熱點。
多晶硅，是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。多晶硅可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。例如，在力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)的各向異性方面，遠(yuǎn)不如單晶硅明顯；在電學(xué)性質(zhì)方面，多晶硅晶體的導(dǎo)電性也遠(yuǎn)不如單晶硅顯著，甚至于幾乎沒有導(dǎo)電性。在化學(xué)活性方面，兩者的差異極小。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區(qū)別，但真正的鑒別須通過分析測定晶體的晶面方向、導(dǎo)電類型和電阻率等。多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接原料，是當(dāng)代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等半導(dǎo)體器件的電子信息基礎(chǔ)材料。
多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)主要為改良西門子法和硅烷法。西門子法通過氣相沉積的方式生產(chǎn)柱狀多晶硅，為了提高原料利用率和環(huán)境友好，在前者的基礎(chǔ)上采用了閉環(huán)式生產(chǎn)工藝即改良西門子法。硅烷法是將硅烷通入以多晶硅晶種作為流化顆粒的流化床中，使硅烷裂解并在晶種上沉積，從而得到顆粒狀多晶硅。改良西門子法和硅烷法主要生產(chǎn)電子級晶體硅，也可以生產(chǎn)太陽能級多晶硅。
目前，太陽能電池的主要技術(shù)原料問題是硅材料的純度和制備技術(shù)帶來的成本問題，特別是太陽能電池的成本直接受所使用硅原料及其加工技術(shù)的成本影響。在太陽能電池中使用的硅片，目前主要是采用機械切割技術(shù)加工制成傳統(tǒng)的大直徑單晶硅片，這種加工方法存在著切割損耗高達(dá)50％，切割加工綜合成本高等突出缺點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供純度達(dá)到99.9999％且降低生產(chǎn)成本的高純度多晶硅片的制備方法,以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
高純度多晶硅片的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅料置入高溫熔爐中，在無塵環(huán)境下加熱至1300-1380℃，保持高溫熔爐爐底的硅料不熔化，制得多晶硅；
2)將多晶硅進(jìn)行切割，對切割后的多晶硅利用清洗劑進(jìn)行表面清洗處理，其中，清洗劑按照重量份的原料包括：表面活性劑40-50份、螯合劑22-30份；
3)向清洗后的多晶硅中加入添加劑和硼的固化劑，并在700-800℃的溫度下處理10min，清理后制得高純度多晶硅片。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：螯合劑由EDTA-2Na與酒石酸鈉組成。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：表面活性劑為聚氧乙烯醚類物質(zhì)。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：添加劑按照重量份的原料包括：鐵粉20-28份、NaHCO325-35份、CaO 20-25份、炭粉20-25份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：硼的固化劑，按照重量份的原料包括：乙酸乙酯30-60份、熱塑性黏合劑6-10份。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明能有效地去除現(xiàn)有工藝難以去除的、影響太陽能電池材料中少子壽命和轉(zhuǎn)化效率衰減的硼等關(guān)鍵性雜質(zhì)元素，使提純后的多晶硅片的B濃度低于1ppm，提高多晶硅片的轉(zhuǎn)化效率，使產(chǎn)品達(dá)到高純多晶硅片99.9999％，保證產(chǎn)品合格率，同時降低生產(chǎn)成本。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實施例1
本發(fā)明實施例中，高純度多晶硅片的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅料置入高溫熔爐中，在無塵環(huán)境下加熱至1300℃，保持爐底的硅料不熔化，使留在爐底的硅料晶種能更好的引導(dǎo)長晶和控制晶粒要求，從而減少位錯和缺陷，提高了產(chǎn)品純度；經(jīng)過上述步驟制得多晶硅。
2)將多晶硅進(jìn)行切割，對切割后的多晶硅利用清洗劑進(jìn)行表面清洗處理，有效地清除硅片表面的污染物，使硅片表面潔凈如一，有利于硅片制絨效果，提高表面純凈度，有效地提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化效率；其中，清洗劑按照重量份的原料包括：表面活性劑40份、螯合劑22份。螯合劑由EDTA-2Na與酒石酸鈉組成；表面活性劑為聚氧乙烯醚類物質(zhì)。
3)向清洗后的多晶硅中添加高還原性的添加劑和硼的固化劑，并在700℃的溫度下處理10min，制得高純度多晶硅片。添加劑按照重量份的原料包括：鐵粉20份、NaHCO325份、CaO 20份、炭粉20份。硼的固化劑，按照重量份的原料包括：乙酸乙酯30份、熱塑性黏合劑6份。
實施例2
本發(fā)明實施例中，高純度多晶硅片的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅料置入高溫熔爐中，在無塵環(huán)境下加熱至1380℃，保持爐底的硅料不熔化，使留在爐底的硅料晶種能更好的引導(dǎo)長晶和控制晶粒要求，從而減少位錯和缺陷，提高了產(chǎn)品純度；經(jīng)過上述步驟制得多晶硅。
2)將多晶硅進(jìn)行切割，對切割后的多晶硅利用清洗劑進(jìn)行表面清洗處理，有效地清除硅片表面的污染物，使硅片表面潔凈如一，有利于硅片制絨效果，提高表面純凈度，有效地提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化效率；其中，清洗劑按照重量份的原料包括：表面活性劑50份、螯合劑30份。螯合劑由EDTA-2Na與酒石酸鈉組成；表面活性劑為聚氧乙烯醚類物質(zhì)。
3)向清洗后的多晶硅中添加高還原性的添加劑和硼的固化劑，并在800℃的溫度下處理10min，制得高純度多晶硅片。添加劑按照重量份的原料包括：鐵粉28份、NaHCO335份、CaO 25份、炭粉25份。硼的固化劑，按照重量份的原料包括：乙酸乙酯60份、熱塑性黏合劑10份。
實施例3
本發(fā)明實施例中，高純度多晶硅片的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅料置入高溫熔爐中，在無塵環(huán)境下加熱至1320℃，保持爐底的硅料不熔化，使留在爐底的硅料晶種能更好的引導(dǎo)長晶和控制晶粒要求，從而減少位錯和缺陷，提高了產(chǎn)品純度；經(jīng)過上述步驟制得多晶硅。
2)將多晶硅進(jìn)行切割，對切割后的多晶硅利用清洗劑進(jìn)行表面清洗處理，有效地清除硅片表面的污染物，使硅片表面潔凈如一，有利于硅片制絨效果，提高表面純凈度，有效地提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化效率；其中，清洗劑按照重量份的原料包括：表面活性劑42份、螯合劑24份。螯合劑由EDTA-2Na與酒石酸鈉組成；表面活性劑為聚氧乙烯醚類物質(zhì)。
3)向清洗后的多晶硅中添加高還原性的添加劑和硼的固化劑，并在720℃的溫度下處理10min，制得高純度多晶硅片。添加劑按照重量份的原料包括：鐵粉22份、NaHCO327份、CaO 21份、炭粉21份。硼的固化劑，按照重量份的原料包括：乙酸乙酯35份、熱塑性黏合劑7份。
實施例4
本發(fā)明實施例中，高純度多晶硅片的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅料置入高溫熔爐中，在無塵環(huán)境下加熱至1360℃，保持爐底的硅料不熔化，使留在爐底的硅料晶種能更好的引導(dǎo)長晶和控制晶粒要求，從而減少位錯和缺陷，提高了產(chǎn)品純度；經(jīng)過上述步驟制得多晶硅。
2)將多晶硅進(jìn)行切割，對切割后的多晶硅利用清洗劑進(jìn)行表面清洗處理，有效地清除硅片表面的污染物，使硅片表面潔凈如一，有利于硅片制絨效果，提高表面純凈度，有效地提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化效率；其中，清洗劑按照重量份的原料包括：表面活性劑48份、螯合劑28份。螯合劑由EDTA-2Na與酒石酸鈉組成；表面活性劑為聚氧乙烯醚類物質(zhì)。
3)向清洗后的多晶硅中添加高還原性的添加劑和硼的固化劑，并在780℃的溫度下處理10min，制得高純度多晶硅片。添加劑按照重量份的原料包括：鐵粉26份、NaHCO333份、CaO 24份、炭粉24份。硼的固化劑，按照重量份的原料包括：乙酸乙酯55份、熱塑性黏合劑9份。
實施例5
本發(fā)明實施例中，高純度多晶硅片的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅料置入高溫熔爐中，在無塵環(huán)境下加熱至1340℃，保持爐底的硅料不熔化，使留在爐底的硅料晶種能更好的引導(dǎo)長晶和控制晶粒要求，從而減少位錯和缺陷，提高了產(chǎn)品純度；經(jīng)過上述步驟制得多晶硅。
2)將多晶硅進(jìn)行切割，對切割后的多晶硅利用清洗劑進(jìn)行表面清洗處理，有效地清除硅片表面的污染物，使硅片表面潔凈如一，有利于硅片制絨效果，提高表面純凈度，有效地提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化效率；其中，清洗劑按照重量份的原料包括：表面活性劑45份、螯合劑26份。螯合劑由EDTA-2Na與酒石酸鈉組成；表面活性劑為聚氧乙烯醚類物質(zhì)。
3)向清洗后的多晶硅中添加高還原性的添加劑和硼的固化劑，并在750℃的溫度下處理10min，制得高純度多晶硅片。添加劑按照重量份的原料包括：鐵粉24份、NaHCO330份、CaO 22份、炭粉22份。硼的固化劑，按照重量份的原料包括：乙酸乙酯40份、熱塑性黏合劑8份。
實施例6
本發(fā)明實施例中，高純度多晶硅片的制備方法，包括以下步驟：
1)將硅料置入高溫熔爐中，在無塵環(huán)境下加熱至1310℃，保持爐底的硅料不熔化，使留在爐底的硅料晶種能更好的引導(dǎo)長晶和控制晶粒要求，從而減少位錯和缺陷，提高了產(chǎn)品純度；經(jīng)過上述步驟制得多晶硅。
2)將多晶硅進(jìn)行切割，對切割后的多晶硅利用清洗劑進(jìn)行表面清洗處理，有效地清除硅片表面的污染物，使硅片表面潔凈如一，有利于硅片制絨效果，提高表面純凈度，有效地提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化效率；其中，清洗劑按照重量份的原料包括：表面活性劑41份、螯合劑25份。螯合劑由EDTA-2Na與酒石酸鈉組成；表面活性劑為聚氧乙烯醚類物質(zhì)。
3)向清洗后的多晶硅中添加高還原性的添加劑和硼的固化劑，并在740℃的溫度下處理10min，制得高純度多晶硅片。添加劑按照重量份的原料包括：鐵粉25份、NaHCO329份、CaO 23份、炭粉23份。硼的固化劑，按照重量份的原料包括：乙酸乙酯50份、熱塑性黏合劑9份。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。