專利名稱：一種多晶鑄錠晶體的生長工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池鑄錠技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種多晶鑄錠晶體的生長工藝。
技術(shù)背景
多晶鑄錠是采用石英坩堝作為多晶硅鑄錠的容器，通過雙溫區(qū)或三溫區(qū)控制，利 用錠上下的溫度梯度實現(xiàn)定向凝固。GT DSS450的多晶鑄錠爐在長期的使用過程中，熱場長 期被腐蝕老化而使得熱場整體性能變差，易造成硅熔體組分過冷形成微晶，從而影響晶體 的良率。目前抑制微晶形成的主要技術(shù)是熱場改善，即加裝頂加熱器、在定向助凝塊下外側(cè) 四周加裝隔熱條、隔熱籠內(nèi)下側(cè)四周加一層或多層隔熱條，改善熱場優(yōu)化長晶抑制微晶形 成，提高產(chǎn)品良率，發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了解決上述存在的缺點與不足，提供一種多晶鑄 錠晶體的生長工藝，主要適用于老熱場多晶錠爐，抑制微晶形成，提高產(chǎn)品良率。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種多晶鑄錠晶體的生長工藝，適 用于DSS450多晶鑄錠爐，其特征是對晶體生長過程中的長晶時間、長晶溫度和長晶初期 隔熱籠提升位置的調(diào)整帶動功率的PID控制輸出，形成避免熔硅組分過冷的可抑制微晶形 成的漸增式功率變化趨勢，具體為Gl長晶時間0.池 1.池、溫度設(shè)定值 1435°C、 隔熱籠提升7cm 9cm，G2長晶時間2. Oh 4. Oh、溫度設(shè)定值 1435°C、隔熱籠提 升9cm 11cm，G3長晶時間1. Oh 3. Oh、溫度設(shè)定值14271433°C、隔熱籠提升11 cm 13cm，G4長晶時間4. Oh 6. Oh、溫度設(shè)定值1427°C 1433°C、隔熱籠提升13cm 15cm， G5長晶時間4. Oh 6. Oh、溫度設(shè)定值1425°C 1431°C、隔熱籠提升14cm 16cm，G6長晶 時間7. Oh 10. Oh、溫度設(shè)定值1423°C 1^9°C、隔熱籠提升14cm 16cm，G7長晶時間 3. Oh 5. Oh、溫度設(shè)定值1417°C 1423°C、隔熱籠提升Hcm 16cm。
使用本發(fā)明進行多晶鑄錠，PID自動控制輸出的功率曲線平滑，功率輸出穩(wěn)定，爐 內(nèi)長晶溫度場平穩(wěn)變化，熔硅組分不易過冷，抑制了晶錠中微晶的形成。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的一種多晶鑄錠晶體的生長工藝，有效地克服熔硅 組分過冷，抑制晶錠中微晶的形成，大大提升產(chǎn)品的良率且可延長鑄錠爐老熱場的使用壽 命，使產(chǎn)品的成本得到很好的控制，提高產(chǎn)品的市場競爭力。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是原生產(chǎn)工藝對應(yīng)的功率變化曲線Al ；
圖2是本發(fā)明對應(yīng)的功率變化曲線A2 ；
圖3是本發(fā)明與原工藝的功率變化趨勢對比圖。
具體實施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以 示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
圖1是原生產(chǎn)工藝所對應(yīng)的晶體生長期間功率輸出曲線圖，從圖上可以看出原生 長的G4階段功率曲線Al波動較大，功率波動將導(dǎo)致G4、G5特別是G4階段坩堝中熔硅組分 過冷，組分長時間過冷則在條件適宜時熔硅中碳、氮雜質(zhì)相互形核生長而形成微晶，且微晶 多形成于晶塊中部或下部。
如圖2所示為長晶功率輸出曲線A2。本發(fā)明綜合爐體結(jié)構(gòu)、熱場位型、熱溫?zé)犭娕?受擾狀況及自動控制特性等因素設(shè)計工藝來影響功率的PID控制輸出，從而獲得所需的可 避免組分過冷的適用于老熱場的長晶功率輸出曲線A2。具體為Gl長晶時間0. 3h 1. 3h、 溫度設(shè)定值 1435°C、隔熱籠提升7cm 9cm，G2長晶時間2. Oh 4. Oh、溫度設(shè)定值 14291435°C、隔熱籠提升9cm llcm，G3長晶時間1. Oh 3. Oh、溫度設(shè)定值1427 1433°C、隔熱籠提升Ilcm 13cm，G4長晶時間4. Oh 6. Oh、溫度設(shè)定值14271433°C > 隔熱籠提升13cm 15cm，G5長晶時間4. Oh 6. Oh、溫度設(shè)定值14251431°C、隔熱籠 提升14cm 16cm，G6長晶時間7. Oh 10. Oh、溫度設(shè)定值1423°C 1^9°C、隔熱籠提升 14cm 16cm, G7長晶時間3. Oh 5. Oh、溫度設(shè)定值1417°C 1423°C、隔熱籠提升14cm 16cm。
通過實驗，和GT原廠家提供的晶體生長工藝相比，在晶體的生長過程中本發(fā)明可 以有效地克服組分過冷，抑制晶錠中微晶的形成，提高產(chǎn)品良率。在某一次微晶連續(xù)(7爐 次)發(fā)生的老熱場(2. 5年以上)機臺上進行7爐次實驗，除1爐次有極其輕微微晶外其余 6爐次均無微晶；在另一微晶頻發(fā)老熱場機臺上做5爐次驗證性實驗產(chǎn)出的5個晶錠均無 微晶，本發(fā)明可以有效地抑制多晶錠中微晶的形成。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完 全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù) 性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.一種多晶鑄錠晶體的生長工藝，適用于DSS450多晶鑄錠爐，其特征是對晶體生長 過程中的長晶時間、長晶溫度和長晶初期隔熱籠提升位置的調(diào)整帶動功率的PID控制輸 出，形成避免熔硅組分過冷的可抑制微晶形成的漸增式功率變化趨勢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶鑄錠晶體的生長工藝，其特征是所述的晶體生 長過程中的長晶時間、長晶溫度和長晶初期隔熱籠提升位置的調(diào)整具體為Gl長晶時間 0. 3h 1.汕、溫度設(shè)定值 14;35°C、隔熱籠提升7cm 9cm，G2長晶時間2. Oh 4. 011、溫度設(shè)定值1似91 14;35°C、隔熱籠提升9cm llcm，G3長晶時間1. Oh 3. Oh、溫度 設(shè)定值1427°C 1433°C、隔熱籠提升Ilcm 13cm，G4長晶時間4. Oh 6. Oh、溫度設(shè)定值 1427°C 1433°C、隔熱籠提升13cm 15cm，G5長晶時間4. Oh 6. Oh、溫度設(shè)定值1425°C 1431°C、隔熱籠提升14cm 16cm，G6長晶時間7. Oh 10. Oh、溫度設(shè)定值1423°C 、 隔熱籠提升14cm 16cm,G7長晶時間3. Oh 5. Oh、溫度設(shè)定值1417°C 1423°C、隔熱籠 提升14cm 16cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能電池鑄錠技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種多晶鑄錠晶體的生長工藝，對晶體生長過程中的長晶時間、長晶溫度和長晶初期隔熱籠提升位置的調(diào)整帶動功率的PID控制輸出，形成避免熔硅組分過冷的可抑制微晶形成的漸增式功率變化趨勢，有效地克服熔硅組分過冷，抑制晶錠中微晶的形成，大大提升產(chǎn)品的良率且可延長鑄錠爐老熱場的使用壽命，使產(chǎn)品的成本得到很好的控制，提高產(chǎn)品的市場競爭力。
文檔編號C30B29/06GK102031556SQ201010619898
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者周基江, 李會吳, 陳方芳 申請人:常州天合光能有限公司