高景太阳能:单晶硅制备新突破


来源:中国粉体网   星耀

[导读]  5月14日,高景太阳能公司公布了一项发明,发明提供一种用于降低单晶硅拉制过程加料溅硅的方法及系统,用于解决现有用于单晶硅拉制的复投加料方法由于易造成溅硅。

中国粉体网讯  在目前全球常规能源短缺的情况下,太阳能光伏发电成为绿色再生能源的重要组成部分,得到各国政府的大力扶持和发展。


在单晶硅的制备中,大都是利用切克劳斯基(Czochralski)法来制备(简称CZ法),特别是目前太阳能级单晶硅的生产中,几乎全都采用这种方法来制备单晶硅,以满足太阳能电池的需要。


在采用CZ法制备硅单晶的过程中,如何提高拉晶效率及降低能耗一直是节能降耗研究的重点,其中节能降耗的重要措施就是降低热场的热量损失,其中采用热屏(屏蔽热量扩散的装置)就是降低能耗并改善热场的一种非常有效的方法措施。


水冷热屏是热屏的其中一种,水冷热屏能够将单晶生长区域与外部环境隔离,形成一个相对稳定的温度场。另外,在直拉单晶生长过程中,水冷热屏对晶体取向具有导向作用。通过调整冷却水的流向和速度,可以改变晶体在生长过程中的取向,从而获得所需的晶体结构。


目前单晶炉在完成单根晶棒的拉制收尾取段或断线提出后,由于炉内的硅料不足,需要直接进行预热,加入硅石料块。但是由于炉内的硅料已完全熔化,呈液态,因此,在加入第一桶的硅石料块时,因液面无料块进行铺垫,硅石料块加入坩埚内时会导致溅硅,而溅起的硅点会飞溅到水冷热屏和/或坩埚壁上。后续在进行引放或等径工序时,由于需要放入惰性气体来进行保护,因此在将惰性气体冲入单晶炉中时,会把溅到坩埚壁以及水冷热屏上的硅点带入单晶炉的硅液中,从而对正在生产的硅棒造成污染,并进一步导致断线。硅点导致断线的原因在于:当硅点落入液面时,液面会产生表面张力,表面张力会使得液面收缩,从而形成一个凹陷。如果凹陷深度足够大,液面会断裂,形成断线,而断线的存在则会严重浪费工时,影响单晶硅的制备效率。


为了克服现有技术的不足,5月14日,高景太阳能公司公布了一项发明,发明提供一种用于降低单晶硅拉制过程加料溅硅的方法及系统,用于解决现有用于单晶硅拉制的复投加料方法由于易造成溅硅,从而导致硅棒污染,并造成断线的技术问题,从而达到通过大大降低复投加料过程出现溅硅的概率,提高单晶硅的制备效率的目的。


本发明方法及系统如下:


包括:设定单晶炉参数,发出取棒命令,并根据设定的单晶炉参数,调整主加热器和底加热器的功率;在接收到取棒命令后,单晶炉根据品质要求完成单根晶棒的拉制收尾取段或等径断线提出;判断单晶炉的主加热器的功率是否达到设定值,若否,则继续调整单晶炉的主加热器的功率,若是,则判断单晶炉的底加热器是否达到设定值;若否,则继续调整单晶炉的底加热器的功率,若是,则调整坩埚的旋转速率,以在硅液表面形成液面结晶片;对单晶炉进行预热,并在达到设定的预热时间后,进行复投加料,让料筒内的硅石料块落到液面结晶片。

 

参考来源:国家知识产权局

(中国粉体网编辑整理/星耀)

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