降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法

2023-06-29 10:18:16

專利名稱：降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法
技術領域：
本發明涉及太陽能單晶矽製備技術領域，尤其是涉及一種降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法。
背景技術：
直拉單晶矽含氧量較高，通常是1\1017 2父101801^。這是因為在CZ法生長中，氧元素會從石英(SiO2)坩鍋熔解進入矽熔體，熔解的氧經過對流和擴散傳輸到晶體-熔體界面或自由表面。熔體中多數氧在熔體自由表面蒸發，而餘下的氧通過晶體-熔體界面的分凝而摻入晶體內，所以氧雜質的摻入是不可避免的。而氧含量偏高會出現晶棒氧施主效應(即間隙氧)以及會形成複合中心，影響電池片少子壽命，從而導致電池片轉換率下降。

發明內容
針對上述現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，它具有能夠有效降低太陽能8寸單晶矽片的氧含量的特點。為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案是降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其應用於通過坩堝進行的直拉單晶矽的工藝流程中，在該流程中，單晶矽在旋轉的坩堝中進行加熱拉晶，且單晶矽在坩堝中主動旋轉，所述坩堝旋轉的轉速N為6r/min ^ N ^ 10r/mino所述i甘禍旋轉的轉速N為N = 8r/min。所述單晶矽的旋轉方向與坩堝的旋轉方向相反。所述單晶娃的轉速η為10r/min ^ n ^ 14r/min。所述單晶娃的轉速η為η = 12r/min。所述坩堝的內壁溫度t為1410°C彡t ( 1420°C。所述坩堝的內壁溫度t為t = 1414°C。本發明所具有的優點是能夠有效降低太陽能8寸單晶矽片的氧含量。本發明的降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法在3個方面降低了單晶矽片的氧含量。在CZ法生長中，氧不可避免地摻入單晶矽片中，其途徑是氧從石英(Si02)坩堝溶解進入矽熔體，溶解的氧經由熔體的對流和擴散傳輸到晶體-熔體界面或自由表面。其中，熔體中的大多數氧在熔體自由表面蒸發，而餘下的氧通過晶體-熔體界面的分凝而摻入晶體內。由於氧在熔體中的擴散係數相當小，所以通過熔體對流來傳輸氧是主要的。具體的，CZ矽中熔體流主要有三部份組成1、從冷晶體邊緣到熱坩堝壁，由表面張力降低所驅動的沿著自由表面的熱表面張力對流。2、熔體表面與熔體底部存在溫度梯度，因熔體密度差引起的浮力導致沿垂直方向的自然對流。3、由晶轉和堝轉引起的強迫對流——離心抽運流。這樣，本發明通過以下方式可以降低單晶矽片中氧的含量1、降低堝轉。在低速堝轉下，熔體徑向溫度梯度減小，石英堝壁的溫度降低，產生的化學反應減速進行，故熔體中及晶體中的氧含量必然降低。另一方面，熱對流變得較弱，它避免抵消晶轉引起的強制對流的影響，從而使晶體的徑向均勻性較好。即降低堝轉有利於減少熔體中及晶體中的氧含量以及增強晶體的徑向均勻性。2、提高晶轉。增加強迫對流，減少與坩堝邊緣層的反應。3、降低坩堝功耗。功耗低的爐臺，會減少溶液和氣體氧邊緣層厚度，從而減少氧的進入。
具體實施例方式以下所述僅為本發明的較佳實施例，並不因此而限定本發明的保護範圍。實施例I :降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其應用於通過坩堝進行的直拉單晶矽的工藝流程中，在該流程中，單晶矽在旋轉的坩堝中進行加熱拉晶，且單晶矽在坩堝中主動旋轉。其中坩堝採取22寸坩堝，外界溫度為室溫，將單晶矽料裝入22寸坩堝內，在晶體生長爐內採取衝氬氣和抽真空保持標準壓力下，進行高溫熔化——穩定——引晶——
放肩-轉肩-等徑等工藝流程。同時，i甘禍旋轉的轉速N為N = 6r/min。單晶娃的旋
轉方向，即晶轉，與坩堝的旋轉方向相反，且單晶矽的轉速n為n = 10r/min。坩堝的內壁溫度t為t彡1410°C。這樣，得到成品單晶矽片I。實施例2 :與實施例I的區別在於坩堝旋轉的轉速N為N = 8r/min。單晶矽的轉速n為n = 12r/min。i甘禍的內壁溫度t為t彡1414°C。這樣，得到成品單晶娃片2。實施例3 :與實施例I的區別在於坩堝旋轉的轉速N為N = 10r/min。單晶矽的轉速n為n = 14r/min。i甘禍的內壁溫度t為t彡1420°C。這樣，得到成品單晶娃片3。效果例與實施例I的區別在於坩堝旋轉的轉速N為N = 10r/min。單晶矽的轉速n為n = 10r/min。i甘禍的內壁溫度t為t < 1420°C。這樣,得到對比單晶娃片。測試以上形成的單晶矽片的氧含量，所依據標準為GB/T1557-2006。實驗的方法為結果見表I :表I:
權利要求
1.降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其應用於通過坩堝進行的直拉單晶矽的工藝流程中，在該流程中，單晶矽在旋轉的坩堝中進行加熱拉晶，且單晶矽在坩堝中主動旋轉，其特徵在於所述坩堝旋轉的轉速N為6r/min彡N彡10r/min。
2.根據權利要求I所述的降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其特徵在於所述坩堝旋轉的轉速N為N = 8r/min。
3.根據權利要求I所述的降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其特徵在於所述單晶矽的旋轉方向與坩堝的旋轉方向相反。
4.根據權利要求3所述的降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其特徵在於所述單晶娃的轉速n為10r/min ^ n ^ 14r/min。
5.根據權利要求4所述的降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其特徵在於所述單晶娃的轉速n為n = 12r/min。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其特徵在於所述坩堝的內壁溫度t為1410°C彡t ( 1420°C。
7.根據權利要求6所述的降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其特徵在於所述坩堝的內壁溫度t為t = 1414°C。
全文摘要
本發明公開了一種降低太陽能8寸單晶矽片氧含量的方法，其應用於通過坩堝進行的直拉單晶矽的工藝流程中，在該流程中，單晶矽在旋轉的坩堝中進行加熱拉晶，且單晶矽在坩堝中主動旋轉，所述坩堝旋轉的轉速N為6r/min≤N≤10r/min。優化後，單晶矽的旋轉方向與坩堝的旋轉方向相反；單晶矽的轉速n為10r/min≤n≤14r/min；坩堝的內壁溫度t為1410℃≤t≤1420℃。本發明所具有的優點是能夠有效降低太陽能8寸單晶矽片的氧含量。
文檔編號C30B15/00GK102628178SQ201210142939
公開日2012年8月8日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者唐旭輝, 高彬彬 申請人:江蘇聚能矽業有限公司