一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法
【專利摘要】本發明涉及一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法，其方法步驟如下1.確定長晶陰影缺陷出現的長晶階段。2.測量長晶速率。3.根據長晶速率調整長晶工藝配方。本技術方法針對性的解決了鑄造晶體硅定向凝固長晶過程中出現的長晶陰影缺陷，最終提高了晶體硅太陽能電池片的光電轉換效率。
【專利說明】一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法，屬于太陽能光伏【技術領域】。
【背景技術】
[0002]太陽能光伏發電是目前發展最快的可持續能源利用的形式之一，隨著對太陽能電池的需求以每年百分之幾十左右的速度增加，太陽能電池用晶體硅錠的需求也是年年大幅度增加。現代光伏產業85%以上基于晶體硅片太陽電池，其中一半以上采用定向凝固晶體硅材料制造。在定向凝固過程中，長晶階段工藝對晶體質量的好壞起了決定性的作用，晶體長晶速率的調整顯得尤為重要，目前國內生產鑄造晶體硅錠的企業，均會遇到出現長晶陰影缺陷的硅錠，其原因主要是由于長晶工藝配方的不合理，長晶速率的不均(過快或過慢)，晶體形核過程受到影響，從而使得局部區域出現長晶陰影缺陷，這種缺陷嚴重影響著硅片的轉換效率，嚴重損害硅晶體的光伏應用性能。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提出一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法，進而提高晶體硅鑄錠質量，降低生產成本。
[0004]一種解決鑄造 晶體硅長晶陰影缺陷的方法，其具體步驟如下:
1.確定長晶陰影缺陷出現的長晶階段:
選取具有長晶陰影缺陷的晶體硅，測量其總高度，再測得其對應硅錠定向凝固長晶的總耗時，因此計算出硅錠平均長晶速率=總高度/總耗時，通過測量該長晶陰影距離底部的距離，計算出陰影出現的時間=陰影距離底部的距離/平均長晶速率，根據各個長晶階段設定的工藝時間、長晶速率、陰影錠產生的位置及長晶工藝配方，確定出長晶陰影缺陷出現的長晶階段；
2.測量長晶速率:
按照正常鑄錠流程，重新裝料開始鑄錠，并在爐體上方安裝石英棒，其長度1.5-2m,直徑8-10mm，待鑄錠爐運行至長晶階段時開始測量長晶每個小時的長晶速率，制成表格的形式體現，測量出現陰影時的長晶高度，在表格中對應到其中一個或幾個步驟的剩余時間，從表格中的長晶速率來看，此時的長晶速率出現一個突變，這個長晶速率的突變是產生陰影的原因。
[0005]3.根據長晶速率調整長晶工藝配方:
一般情況下，無論在長晶配方中任何一個階段出現長晶陰影，在確定長晶速率突變的階段之后，若長晶速率突變為低速率，則要通過降低溫度或增加隔熱籠的位置來增加長晶速率，若長晶速率突變為高速率，則通過增加溫度或降低隔熱籠的位置來降低長晶速率；調整過程中，隔熱籠調整位置范圍差不超過±4cm，長晶溫度的調整不超過±8°C，即可以消除長晶陰影缺陷。[0006]其中長晶高度就是距離最底部的距離。
[0007]其中石英棒測量速率的具體方法為:石英棒安裝在爐子的上方，人工操作每個小時測量長晶高度，長晶速度=每個小時的長晶高度差/lh。
[0008]其中步驟的剩余時間是指:每個步驟都會有設定的工藝時間，設定時間減去已經運行的時間就是這個步驟的剩余時間。
[0009]優選的，上述的一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法，其晶體硅主要包含鑄造多晶娃及鑄造單晶娃。
[0010]本發明的有益效果是:針對性的解決了目前鑄造晶體硅定向凝固長晶過程中出現的長晶陰影缺陷，最終提高了晶體硅太陽能電池片的光電轉換效率。
【具體實施方式】
[0011]為了使本【技術領域】的人員更好的理解本發明專利方案，并使本發明的上述目的，特征，和優點能夠更明顯易懂，下面結合實施例對本方法做進一步詳細說明。
[0012]實施例1:
一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法，其具體步驟如下:
選取生產中具有長晶陰影缺陷的多晶硅小方錠，測量其總高度為330_，其對應硅錠定向凝固長晶總耗時32h，根據推算，該方錠平均長晶速率=總高度/總耗時即為10.31mm/h,通過測量該陰影位置，確 定其陰影距離底部37-50mm，計算出陰影出現的時間=陰影距離底部的距離/平均長晶速率即為3.6h-4.8h，根據各個長晶階段設定的工藝時間、長晶速率、陰影錠產生的位置及長晶工藝配方，見表2，確定出長晶陰影缺陷出現在長晶第3，4步驟的過渡階段。
[0013]按照正常鑄錠流程，重新裝料750kg開始鑄錠，并在爐體上方安裝石英棒，待鑄錠爐運行至長晶階段時測量長晶第1-4階段每個小時的長晶速率，其結果如表1所示，測量出在長晶高度40mm出現陰影，對應G3剩余時間01:29到G4剩余時間04:29階段，從長晶速率來看，此時的長晶速率出現一個突變為9.9mm/h，這個長晶速率的突變是產生陰影的原因。
[0014]為了消除此處陰影，就要提升此階段的長晶速率，避免長晶速率突變造成的陰影缺陷，將此階段隔熱籠提升距離由原來的12.5cm增加至13.5cm，溫度由原來的1432°C調整至1431°C，通過降溫速率的增加，使長晶速率增加。
[0015]跟蹤采用調整后的配方所生產的多晶硅錠，在相同高度區域，陰影消除，其調整后娃片的光電轉換效率，較未調整之前有所提升，如表4所不。
[0016]表1實施例中硅錠的長晶速率 __
【權利要求】
1.一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法，其特征在于:其步驟如下:1.確定長晶陰影缺陷出現的長晶階段；2.測量長晶速率；3.根據長晶速率調整長晶工藝配方。
2.一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法，其特征在于:具體步驟如下: (0.確定長晶陰影缺陷出現的長晶階段: 選取具有長晶陰影缺陷的晶體硅，測量其總高度，再測得其對應硅錠定向凝固長晶的總耗時，因此計算出硅錠平均長晶速率=總高度/總耗時，通過測量該長晶陰影距離底部的距離，計算出陰影出現的時間=陰影距離底部的距離/平均長晶速率，根據各個長晶階段設定的工藝時間、長晶 速率、陰影錠產生的位置及長晶工藝配方，確定出長晶陰影缺陷出現的長晶階段； (2).測量長晶速率: 按照正常鑄錠流程，重新裝料開始鑄錠，并在爐體上方安裝石英棒，其長度1.5-2m,直徑8-10mm，待鑄錠爐運行至長晶階段時開始測量長晶每個小時的長晶速率，制成表格的形式體現，測量出現陰影時的長晶高度，在表格中對應到其中一個或幾個步驟的剩余時間，從表格中的長晶速率來看，此時的長晶速率出現一個突變，這個長晶速率的突變是產生陰影的原因； (3).根據長晶速率調整長晶工藝配方: 一般情況下，無論在長晶配方中任何一個階段出現長晶陰影，在確定長晶速率突變的階段之后，若長晶速率突變為低速率，則要通過降低溫度或增加隔熱籠的位置來增加長晶速率，若長晶速率突變為高速率，則通過增加溫度或降低隔熱籠的位置來降低長晶速率；調整過程中，隔熱籠調整位置范圍差不超過±4cm，長晶溫度的調整不超過±8°C。
3.根據權利要求2所述的一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法，其特征在于:其中石英棒測量速率的具體方法為:石英棒安裝在爐子的上方，人工操作每個小時測量長晶高度，長晶速度=每個小時的長晶高度差/lh。
4.根據權利要求2所述的一種解決鑄造晶體硅長晶陰影缺陷的方法，其特征在于: 選取生產中具有長晶陰影缺陷的多晶硅小方錠，測量其總高度為330_，其對應硅錠定向凝固長晶總耗時32h，根據推算，該方錠平均長晶速率=總高度/總耗時，即為10.31mm/h，通過測量該陰影位置，確定其陰影距離底部37-50mm，計算出陰影出現的時間=陰影距離底部的距離/平均長晶速率，即為3.6h-4.8h，根據各個長晶階段設定的工藝時間、長晶速率、陰影錠產生的位置及長晶工藝配方，確定出長晶陰影缺陷出現在長晶第3，4步驟的過渡階段； 按照正常鑄錠流程，重新裝料750kg開始鑄錠，并在爐體上方安裝石英棒，待鑄錠爐運行至長晶階段時測量長晶第1-4階段每個小時的長晶速率，測量出在長晶高度40_出現陰影，對應G3剩余時間01:29到G4剩余時間04:29階段，從長晶速率來看，此時的長晶速率出現一個突變為9.9mm/h，這個長晶速率的突變是產生陰影的原因； 為了消除此處陰影，就要提升此階段的長晶速率，避免長晶速率突變造成的陰影缺陷，將此階段隔熱籠提升距離由原來的12.5cm增加至13.5cm，溫度由原來的1432°C調整至1431。。。
【文檔編號】C30B29/06GK103981569SQ201410179617
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】楊曉琴, 陳園, 柳杉, 吳曉宇, 殷建安, 梅超, 張偉, 王鵬, 黃治國 申請人:上饒光電高科技有限公司