生產具有高轉換效率準單晶矽錠的鑄錠爐的製作方法

2023-05-12 05:51:41

專利名稱：生產具有高轉換效率準單晶矽錠的鑄錠爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鑄錠爐技術領域，尤其是一種生產準單晶矽錠的鑄錠爐。
背景技術：
太陽能電池根據所用材料的不同可分為矽太陽能電池、多元化合物薄膜太陽能電池、聚合物多層修飾電極型太陽能電池、納米晶太陽能電池、有機太陽能電池，其中矽太陽能電池又可分為單晶矽太陽能電池、多晶矽薄膜太陽能電池和非晶矽薄膜太陽能電池三種。據統計所有安裝的太陽電池中，超過90%以上的是晶體矽太陽電池，因此位於產業鏈前端的矽錠生產對整個太陽電池產業有著很重要的作用。單晶矽做成的電池效率高，但矽錠生產效率低，能耗大；多晶矽電池效率比單晶矽低一些，但矽錠生產效率高，在規模化生產上較有優勢。準單晶矽是介於多晶矽和單晶矽之間的一種物質，準單晶矽具有類似晶格的排列，但又沒有單晶材料重複排列的晶格，光電轉化效率介於單晶矽和多晶矽之間。矽錠是在鑄錠爐的熱場中進行拉制的，熱場的優劣對單晶矽質量有很大影響。有的熱場雖然能生長單晶，但質量較差，有位錯和其他結構缺陷。因此，找到較好的熱場條件， 配置最佳熱場，是非常重要的矽錠工藝技術。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是尋找較好的熱場結構以製造出優質準單晶鑄錠。本實用新型提供的技術方案是一種生產準單晶矽錠的鑄錠爐，包括爐體、設置在爐體內的坩堝、加熱器和設置在爐體和坩堝之間的保溫隔熱籠，所述的加熱器分別為分布在坩堝的上方的頂部加熱器和包圍在坩堝周圍的四周加熱器。作為優選，所述的頂部加熱器和四周加熱器分別通過不同的控制開關連接加熱電源。熱場主要受熱系統影響，熱系統變化熱場一定變化。加熱器是熱系統的主體，是熱系統的關鍵部件。在鑄錠爐的四周和頂部分別裝加熱器，並且分開控溫，有助於找到控溫曲線與設計爐體的平衡點；能控制熱場溫度在1435 1425°C之間，實現逐步降低；位置在 0. 0-25. Ocm附近，控制長晶速率彡1. 5cm/h ；降低溫度梯度變化時曲率的變化；減少晶核迅速凝結，產生過量的晶核，晶苞。本實用新型的有益效果是通過改變熱場結構，增加熱場穩定性，將多晶的生晶時間與長晶狀態進行必要控制，有效提高晶粒的尺寸。在不改變多晶鑄錠爐大的結構特點的情況下使得矽的生長形式向更有利於趨向大晶粒結構的準單晶形式發展，製造出優質準單晶鑄錠，有效的提高矽片製造成電池片的光電轉換效率。

圖1是本實用新型所述四周加熱器的示意3[0011]圖2是本實用新型所述頂部加熱器的示意圖；圖3是本實用新型的生產準單晶矽錠的準單晶矽鑄錠爐的剖面圖。圖中1、爐體，2、保溫隔熱籠，3、坩堝，4、加熱器。
具體實施方式
如圖1圖2圖3所示，一種生產準單晶矽錠的準單晶矽鑄錠爐，包括爐體1、設置在爐體1內的坩堝3、加熱器4和設置在爐體1和坩堝3之間的保溫隔熱籠2，加熱器4分別為分布在坩堝3的上方的頂部加熱器和包圍在坩堝3周圍的四周加熱器，頂部加熱器和四周加熱器分別通過不同的控制開關連接加熱電源。使用該矽鑄錠爐生產出的矽錠晶粒個數< 3個/cm2 ；製成電池片的光電轉化效率與多晶矽相比能有效的提高到16. 8%以上。
權利要求1.一種生產準單晶矽錠的鑄錠爐，包括爐體(1)、設置在爐體(1)內的坩堝(3)、加熱器 ⑷和設置在爐體⑴和坩堝⑶之間的保溫隔熱籠O)，其特徵是所述的加熱器⑷分別為分布在坩堝(3)的上方的頂部加熱器和包圍在坩堝(3)周圍的四周加熱器。
2.權利要求1所述的生產準單晶矽錠的鑄錠爐，其特徵是所述的頂部加熱器和四周加熱器分別通過不同的控制開關連接加熱電源。
專利摘要本實用新型涉及一種生產準單晶矽錠的鑄錠爐，包括爐體、設置在爐體內的坩堝、加熱器和設置在爐體和坩堝之間的保溫隔熱籠，所述的加熱器分別為分布在坩堝的上方的頂部加熱器和包圍在坩堝周圍的四周加熱器。本實用新型在不改變多晶鑄錠爐大的結構特點的情況下使得矽的生長形式向更有利於趨向大晶粒結構的準單晶形式發展，製造出優質準單晶鑄錠，有效的提高矽片製造成電池片的光電轉換效率。
文檔編號C30B29/06GK202164384SQ20112027273
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者孫志蘭, 王如軍, 高俊 申請人:江蘇兆晶光電科技發展有限公司