一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法與流程
2023-06-12 14:19:56 2
本發明屬於光伏設備製造技術領域，特別是涉及一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法。
背景技術：
目前，太陽能電池用矽片無論是單晶還是多晶一般都選擇單一的摻入硼元素，即摻硼單晶矽或多晶矽，這種矽片由於生產工藝簡單而盛行一時，但是這種矽片在光照下或在載流子注入時，會出現明顯的光致衰減，從而導致轉化效率下降，而光致衰減的主要原因是摻雜硼元素產生的硼氧複合體能夠降低少數載流子的壽命。另一方面，在當前的技術條件下，多晶電池的轉換效率一般比單晶低1-2％，這是因為多晶矽錠中存在大量位錯，而位錯少的單晶矽錠成本較高，產量較低，通過鑄錠而不是提拉的方式來生產位錯低的單晶方棒，就能夠減少位錯的產生又提高產量。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提供了一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，能夠提高太陽能電池的少子壽命，降低光致衰減的程度，減少位錯，提升太陽能電池的轉換效率。
本發明提供的一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，包括：
獲取本徵籽晶並進行除雜；
將所述本徵籽晶放置於坩堝底部；
在所述本徵籽晶的上方放入矽料，並在所述矽料中放入具有摻雜元素的母合金；
利用定向凝固方式進行鑄錠，獲得類單晶矽錠。
優選的，在上述用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法中，
在所述獲取本徵籽晶之前，還包括：
獲取本徵單晶；
沿所述本徵單晶的稜線，剖為單晶方棒；
將所述單晶方棒截斷為單晶方塊，作為本徵籽晶。
優選的，在上述用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法中，
在所述獲取本徵單晶之前，還包括：
利用直拉工藝將原生多晶矽拉製成所述本徵單晶。
優選的，在上述用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法中，
所述獲取本徵籽晶並進行除雜包括：
獲取本徵籽晶，對其進行酸洗和超聲波清洗。
優選的，在上述用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法中，
所述利用定向凝固方式進行鑄錠，獲得類單晶矽錠包括：
加熱熔化所述矽料；
通過溫度控制，當矽料熔化至所述本徵籽晶時停止熔化；
在所述本徵籽晶上長晶，獲得類單晶矽錠。
優選的，在上述用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法中，
所述在所述矽料中放入具有摻雜元素的母合金為：
在所述矽料中放入摻雜有鎵元素的母合金。
通過上述描述可知，本發明提供的上述用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，由於包括獲取本徵籽晶並進行除雜；將所述本徵籽晶放置於坩堝底部；在所述本徵籽晶的上方放入矽料，並在所述矽料中放入具有摻雜元素的母合金；利用定向凝固方式進行鑄錠，獲得類單晶矽錠，因此能夠提高太陽能電池的少子壽命，降低光致衰減的程度，減少位錯，提升太陽能電池的轉換效率。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請實施例提供的第一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法的示意圖。
具體實施方式
本發明的核心思想在於提供一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，能夠提高太陽能電池的少子壽命，降低光致衰減的程度，減少位錯，提升太陽能電池的轉換效率。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本申請實施例提供的第一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法如圖1所示，圖1為本申請實施例提供的第一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法的示意圖，該方法包括如下步驟：
S1：獲取本徵籽晶並進行除雜；
所述本徵籽晶就是不含有任何雜質元素的籽晶，可以不加入母合金，使用直拉法拉制單晶，然後再切成本徵籽晶，利用這種本徵籽晶拉制出來的單晶棒雜質更少並且少子壽命更高。
S2：將所述本徵籽晶放置於坩堝底部；
具體的，在裝料階段，將本徵籽晶平整放置於坩堝底部，保證各個位置的籽晶處於同一個高度，使自始至終的生長過程保持均勻的狀態。
S3：在所述本徵籽晶的上方放入矽料，並在所述矽料中放入具有摻雜元素的母合金；
需要說明的是，該步驟可以採用現有的方式，依次放入各個尺寸的矽料，並且在上方位置放入母合金，這裡的重點在於底部只有本徵籽晶，不具有摻雜元素，以提高少子壽命，而只有上部才有摻雜元素，這種摻雜元素是為了調整最終產品的電阻率。
S4：利用定向凝固方式進行鑄錠，獲得類單晶矽錠。
利用這種類單晶生長工藝，既減少了位錯的產生又提高了產量。
通過上述描述可知，本申請實施例提供的上述第一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，由於包括獲取本徵籽晶並進行除雜；將所述本徵籽晶放置於坩堝底部；在所述本徵籽晶的上方放入矽料，並在所述矽料中放入具有摻雜元素的母合金；利用定向凝固方式進行鑄錠，獲得類單晶矽錠，因此能夠提高太陽能電池的少子壽命，降低光致衰減的程度，減少位錯，提升太陽能電池的轉換效率。
本申請實施例提供的第二種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，是在上述第一種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法的基礎上，還包括如下技術特徵：
在所述獲取本徵籽晶之前，還包括：
獲取本徵單晶，具體的，可以選擇製作的9寸單晶，籽晶需要是正方形的，並且需要適應的邊長156mm，要做出這種邊長的正方形就必須使用至少9寸的單晶圓棒，當然也可以加大，不過就會浪費矽料；
沿所述本徵單晶的稜線，剖為單晶方棒；
將所述單晶方棒截斷為單晶方塊，作為本徵籽晶，具體的，是將所得方棒按一定尺寸磨麵截斷為若干長度一塊的單晶方塊。
本申請實施例提供的第三種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，是在上述第二種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法的基礎上，還包括如下技術特徵：
在所述獲取本徵單晶之前，還包括：
利用直拉工藝將原生多晶矽拉製成所述本徵單晶，需要說明的是，利用直拉工藝能夠獲得性能較好的本徵單晶，純淨度好，後續將其作為本徵籽晶生長類單晶，少子壽命高。
本申請實施例提供的第四種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，是在上述第三種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法的基礎上，還包括如下技術特徵：
所述獲取本徵籽晶並進行除雜包括：
獲取本徵籽晶，對其進行酸洗和超聲波清洗，這樣就能進一步去除表面可能的沾汙，進一步保證本徵籽晶不會將汙染帶入生長的類單晶中，從而保證類單晶的生長質量。
本申請實施例提供的第五種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，是在上述第四種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法的基礎上，還包括如下技術特徵：
所述利用定向凝固方式進行鑄錠，獲得類單晶矽錠包括：
加熱熔化所述矽料；
通過溫度控制，當矽料熔化至所述本徵籽晶時停止熔化；
在所述本徵籽晶上長晶，獲得類單晶矽錠，具體的，停止熔化後進入長晶階段，使其在單晶籽晶層上長晶，從而獲得類單晶矽錠。
通過上述類單晶生長工藝，能夠減少位錯，提高產能，降低成本。
本申請實施例提供的第六種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法，是在上述第一種至第五種用於太陽能電池的摻雜類單晶矽錠的製作方法中任一種的基礎上，還包括如下技術特徵：
所述在所述矽料中放入具有摻雜元素的母合金為：
在所述矽料中放入摻雜有鎵元素的母合金，需要說明的是，通過摻鎵來降低光致衰減。
綜上所述，上述方法利用鎵摻雜和類單晶工藝相結合，且利用的是不使用母合金的單晶方塊籽晶，就能夠生產一種低位錯和低光衰的類單晶矽片。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。