專利名稱：鑄造法生產(chǎn)類似單晶硅錠爐內(nèi)融化后晶種穩(wěn)定爐底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體生長領(lǐng)域，涉及晶種穩(wěn)定在爐底的方法，具體是鑄造法生產(chǎn)類似單晶硅錠爐內(nèi)融化后晶種穩(wěn)定在爐底的方法。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)硅錠的方法有CZ法生產(chǎn)單晶硅錠，鑄錠法生產(chǎn)多晶硅錠，F(xiàn)Z法生產(chǎn)單晶硅錠、EFG生產(chǎn)硅帶等方法。由于成本問題，目前太陽能電池片主要使用CZ法單晶硅片和鑄造法多晶硅片。CZ法單晶硅由于制造成本是鑄錠多晶硅的4 5倍，能耗上高出5 7倍， 導(dǎo)致CZ單晶硅的市場份額越來越少。但由于鑄錠法生產(chǎn)多晶硅錠，存在大量的位錯、晶界， 使得鑄錠法多晶硅片制成的電池片，存在效率偏低的情況，一直使鑄錠法多晶硅錠無法完全取代CZ單晶硅錠。在國際上，跨國巨頭BP公司的對用鑄錠爐生產(chǎn)類似單晶(準(zhǔn)單晶)硅錠的工藝已開發(fā)多年，2010年被ALD收購，使得ALD多晶鑄錠爐已經(jīng)小規(guī)模開發(fā)出鑄錠法生產(chǎn)類似單晶硅錠的設(shè)備和工藝。目前，尚未見到針對在GT或四面及頂面加熱器的鑄錠爐生長類似單晶(準(zhǔn)單晶)過程中，鑄造多晶爐內(nèi)融化后，穩(wěn)定晶種在爐底的方法內(nèi)容的公開報道或?qū)＠暾?。由于鑄錠爐生長晶體需要從底部開始生長，類似單晶的生長也只能從底部開始， 這就要求在硅料熔化時，底部的晶種不能熔化或漂起。如果沒有特殊的穩(wěn)定晶種在爐底的方法，由于硅晶體固態(tài)密度為2. 33g/cm3(克/立方厘米，下同)，而融化硅液的密度為2. 53g/ cm3，在熔化過程中，硅熔液從上向下流動，最后充滿坩堝，此時晶種處于坩堝底部，由于晶種密度低于熔液密度，勢必會導(dǎo)致晶種漂浮，會出現(xiàn)晶種漂浮到硅熔液上的情況，晶種浮起后，也就無法生長類似單晶，導(dǎo)致整個工藝失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種鑄造法生產(chǎn)類似單晶硅錠爐內(nèi)融化后晶種穩(wěn)定爐底的方法，在GT或四面及頂面加熱器的鑄錠爐生長類似單晶(準(zhǔn)單晶)過程中，使晶種固定在爐底而不漂起。本發(fā)明通過控制爐內(nèi)TC2 (底部的導(dǎo)熱塊下的測溫電偶溫度值)，執(zhí)行抓晶種工藝， 使晶種固定在爐底而不漂起。本發(fā)明的目的是通過以下方案實現(xiàn)的
鑄造法生產(chǎn)類似單晶硅錠爐內(nèi)融化后晶種穩(wěn)定爐底的方法，其特征在于GT多晶鑄錠爐或四面加熱器加頂部加熱器鑄錠爐中
a鑄錠爐升溫熔化過程中，當(dāng)TCl (頂部的加熱器附近的測溫電偶的溫度值)達(dá)到1420 攝氏度及以上(一般TCl達(dá)到1420 1600攝氏度)時，保持TCl穩(wěn)定，通過打開隔熱籠，控制TC2 (底部的導(dǎo)熱塊下的測溫電偶溫度值)在1200 1350攝氏度，TC2的控制時間在 20 500分鐘；b第一步完成后，保持TCl穩(wěn)定，通過控制隔熱籠，將TC2提升到1350 1400攝氏度， 第二步穩(wěn)定10 500分鐘；
c下降TCl至1410 1450攝氏度，進入長晶階段。進一步
其中a鑄錠爐升溫熔化過程中，當(dāng)TCl達(dá)到1440 1580攝氏度時，保持TCl穩(wěn)定，通過打開隔熱籠，控制TC2在1220 1350攝氏度，TC2的控制時間在20 500分鐘；
b第一步完成后，保持TCl穩(wěn)定，通過控制隔熱籠，將TC2提升到1355 1395攝氏度， 第二步穩(wěn)定10 500分鐘。再進一步
其中a鑄錠爐升溫熔化過程中，當(dāng)TCl達(dá)到1460 1560攝氏度時，保持TCl穩(wěn)定，通過打開隔熱籠，控制TC2在1260 1350攝氏度，TC2的控制時間在20 500分鐘；
b第一步完成后，保持TCl穩(wěn)定，通過控制隔熱籠，將TC2提升到1360 1390攝氏度，
第二步穩(wěn)定20 500分鐘。本發(fā)明的有益效果在于通過本方法的控制，在GT或四面及頂面加熱器的鑄錠爐生長類似單晶(準(zhǔn)單晶)過程中，在爐底使融化硅液始終處于過冷的粘稠狀態(tài)，從而使晶種固化在爐底，不熔化或漂浮，同時可進一步降低晶種高度，從而降低成本。
具體實施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。實施例
鑄造法生產(chǎn)類似單晶硅錠爐內(nèi)融化后晶種穩(wěn)定在爐底的方法，其特征在于GT多晶鑄錠爐或四面加熱器加頂部加熱器鑄錠爐中
a鑄錠爐升溫熔化過程中，當(dāng)TCl達(dá)到1420 1600攝氏度時，保持TCl穩(wěn)定，通過打開隔熱籠控制TC2在1200 1350攝氏度，TC2的控制時間在20 500分鐘；
具體，其中還可做以下選擇通過打開隔熱籠控制TC2在1200 1220攝氏度，或 1220 1340攝氏度，或1240 1260攝氏度，或1260 1280攝氏度，或1280 1300攝氏度，或1300 1320攝氏度，或1320 1350攝氏度；TC2的控制時間可以選擇在20 60分鐘，或60 100分鐘，或100 140分鐘，或140 180分鐘，或180 220分鐘，或220 260分鐘，或260 500分鐘；
b第一步完成后，通過控制隔熱籠，將TC2提升到1350 1400攝氏度，第二步穩(wěn)定20 500分鐘；
具體其中還可作以下選擇將TC2提升到1350 1360攝氏度，或1360 1370攝氏度，或1370 1380攝氏度，或1380 1390攝氏度，或1390 1400攝氏度；第二步穩(wěn)定 20 60分鐘，或60 90分鐘，或90 120分鐘，或120 160分鐘，或160 200分鐘， 或200 250分鐘，或250 300分鐘，或300 350分鐘，或350 400分鐘，或400 450分鐘，或450 500分鐘；
c下降TCl至1410 1450攝氏度，進入長晶階段。由于第一步的穩(wěn)定時間可以與第二步的穩(wěn)定時間相互抵消，也就是第一步穩(wěn)定時間加長將直接導(dǎo)致第二步穩(wěn)定時間縮短，所以在本專利中，第一步、第二步的穩(wěn)定時間范圍比較大，是從20 500分鐘。 以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.鑄造法生產(chǎn)類似單晶硅錠爐內(nèi)融化后晶種穩(wěn)定爐底的方法，其特征在于GT多晶鑄錠爐或四面加熱器加頂部加熱器鑄錠爐中a鑄錠爐升溫熔化過程中，當(dāng)TCl達(dá)到1420攝氏度及以上時，保持TCl穩(wěn)定，通過打開隔熱籠，控制TC2在1200 1350攝氏度，TC2的控制時間在20 500分鐘；b第一步完成后，保持TCl穩(wěn)定，通過控制隔熱籠，將TC2提升到1350 1400攝氏度， 第二步穩(wěn)定20 500分鐘；c下降TCl至1410 1450攝氏度，進入長晶階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造法生產(chǎn)類似單晶硅錠爐內(nèi)融化后晶種穩(wěn)定爐底的方法， 其特征在于其中a鑄錠爐升溫熔化過程中，當(dāng)TCl達(dá)到1440 1580攝氏度時，保持TCl穩(wěn)定，通過打開隔熱籠，控制TC2在1220 1350攝氏度，TC2的控制時間在20 500分鐘；b第一步完成后，保持TCl穩(wěn)定，通過控制隔熱籠，將TC2提升到1355 1395攝氏度， 第二步穩(wěn)定20 500分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造法生產(chǎn)類似單晶硅錠爐內(nèi)融化后晶種穩(wěn)定爐底的方法， 其特征在于其中a鑄錠爐升溫熔化過程中，當(dāng)TCl達(dá)到1460 1560攝氏度時，保持TCl穩(wěn)定，通過打開隔熱籠，控制TC2在1240 1350攝氏度，TC2的控制時間在20 500分鐘；b第一步完成后，保持TCl穩(wěn)定，通過控制隔熱籠，將TC2提升到1360 1390攝氏度，第二步穩(wěn)定20 500分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑄造法生產(chǎn)類似單晶硅錠爐內(nèi)融化后晶種穩(wěn)定爐底的方法，涉及晶種穩(wěn)定在爐底的方法，GT多晶鑄錠爐或四面加熱器加頂部加熱器鑄錠爐中a鑄錠爐升溫熔化過程中，當(dāng)TC1達(dá)到1420攝氏度及以上時，保持TC1穩(wěn)定，通過打開隔熱籠，控制TC2在1200～1350攝氏度，TC2的控制時間在20～500分鐘；b第一步完成后，保持TC1穩(wěn)定，通過控制隔熱籠，將TC2提升到1350～1400攝氏度，第二步穩(wěn)定20～500分鐘；c下降TC1至1410～1450攝氏度，進入長晶階段。本發(fā)明的有益效果在于通過本方法的控制，在GT或四面及頂面加熱器的鑄錠爐生長類似單晶過程中，在爐底使融化硅液始終處于過冷的粘稠狀態(tài)，從而使晶種固化在爐底，不熔化或漂浮，可進一步降低晶種高度，從而降低成本。
文檔編號C30B11/00GK102242392SQ20111016079
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者熊濤濤, 石堅 申請人:安陽市鳳凰光伏科技有限公司, 石堅