13中設(shè)有通氣管11，所述薄石英管5所述微細氣孔19均勻分布于整個氣冷腔13底面，所述微細氣孔19的孔徑范圍為I?20 μ m，如圖3所示。
[0029]本發(fā)明提供的采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備，控制過程如下:
[0030]將硅熔化后穩(wěn)定在1420±3°C寶保持2?3小時，硅液面無任何亂流，腔體內(nèi)保持惰性氣體氣氛，氣壓為100?100Pa ;薄石英管5頂部有夾持器固定，薄石英管5的壁厚I?3mm，直徑范圍為10?30cm ；
[0031]薄石英管內(nèi)的氣冷腔13內(nèi)通有惰性氣體與氧氣的混合氣體，氧氣的重量百分含量比例不大于5%，如采用95胃丨％的氬氣與5Wt%的氧氣；
[0032]氣冷腔13的底面有微細氣孔，孔徑范圍為I?20 μ m，微細氣孔密布整個氣冷腔底面；
[0033]將薄石英管5開口端的下邊緣浸入硅液面，氣冷腔13接近硅液面，氣冷腔13底面距離娃液面I?5cm ；
[0034]硅液面的熱量由氣冷腔13內(nèi)的流動混合氣體從混合氣體進出口 2帶走，硅液面接觸一定含量的氧氣，形成氧化薄層，厚度范圍為10?200 μπι，娃片10形成在氧化層17下，厚度約為100?200 ym ;
[0035]由夾持器4帶動旋轉(zhuǎn)薄石英管5，并將薄石英管5緩慢提升，至硅片脫離硅液面；旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速優(yōu)選為lOOrpm，薄石英管向上提升速率優(yōu)選為lmm/s ;待娃片10位置與激光切割器12位置吻合時，啟動激光器對硅片處的薄石英管5進行切割，激光切割器功率優(yōu)選為10ff ;切割縫最好小于0.5mm ;薄石英管5以一定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，保證薄石英管壁整個周長范圍內(nèi)均勻的切割；硅片10自然脫落至硅片承接板6上，并可由硅片10轉(zhuǎn)運腔7將轉(zhuǎn)運至爐外。
[0036]由于直接由硅熔液形成無應(yīng)力硅片10，操作快捷，硅片均勻性好，極大的節(jié)省了硅材料的耗費，對未來硅太陽能電池的成本降低具有促進作用，并且得到的硅片晶粒均勻，晶體生長方向垂直于硅片方向，位錯少，配合預(yù)處理工藝及配套的電池工藝即可制作硅太陽能電池。
[0037]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備，包括爐體(15)，所述爐體(15)內(nèi)設(shè)有用于盛放熔融硅液(9)的石英坩禍(16)，所述石英坩禍(16)的外側(cè)周圍設(shè)有加熱器(8)，其特征在于，所述石英坩禍(16)的上方設(shè)有薄石英管(5)，所述薄石英管(5)的一端開口向下，另一端固定在夾持器(4)上，所述夾持器(4)和驅(qū)動電機(I)相連并可帶動薄石英管(5) —起旋轉(zhuǎn)升降，所述薄石英管(5)內(nèi)設(shè)有氣冷腔(13)，所述氣冷腔(13)中通有冷卻氣體，所述氣冷腔(13)的底部設(shè)有微細氣孔(19)，所述氣冷腔(13)的底部位于薄石英管(5)開口端的上方，所述薄石英管(5)的一側(cè)設(shè)有激光切割器(12)，另一側(cè)設(shè)有硅片承接板(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備，其特征在于，所述薄石英管(5)壁厚I?3_，直徑為10?3Ocm0
3.如權(quán)利要求1所述的采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備，其特征在于，所述微細氣孔(19)均勻分布于整個氣冷腔(13)底面，所述微細氣孔(19)的孔徑范圍為I?20 μπι。
4.一種如權(quán)利要求1所述的采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備的控制方法，其特征在于，包括如下步驟: a)先利用加熱器(8)將石英坩禍(16)中的硅加熱熔化，然后向氣冷腔(13)通入惰性氣體和氧氣的混合冷卻氣體； b)將薄石英管(5)向下的開口端浸入硅液面，使得氣冷腔(13)的底部距離硅液面I?5 cm ； c)硅液在薄石英管(5)的開口端處冷卻形成硅片，硅片上方形成氧化層(17); d)控制夾持器(4)帶動旋轉(zhuǎn)薄石英管(5)，并將薄石英管(5)緩慢向上提升，使得硅片(10)脫離硅液面； e)待硅片(10)位置與激光切割器(12)位置吻合時，啟動激光切割器(12)對硅片處的薄石英管(5)進行切割，薄石英管(5)以一定轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，保證薄石英管壁整個周長范圍內(nèi)均勻的切割，使得硅片(10)脫落至硅片承接板(6)上，并連同硅片承接板(6) —起移出至爐體(15)外。
5.如權(quán)利要求4所述的采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述步驟a)中硅加熱熔化后，穩(wěn)定在1417?1423°C并保持2?3小時，所述混合冷卻氣體的氣壓為100?100Pa0
6.如權(quán)利要求5所述的采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述步驟a)的混合冷卻氣體中，氧氣所占的重量百分含量為0.5%?5% ;所述步驟c)中控制氧化層(17)的厚度范圍為10?200 μ m，控制硅片(10)的厚度為100?200 μ m。
7.如權(quán)利要求4所述的采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述步驟d)中控制薄石英管(5)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為lOOrpm，向上提升速率為lmm/s。
8.如權(quán)利要求7所述的采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述步驟e)中保持薄石英管(5)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為lOOrpm，控制激光切割器(12)的切割縫小于0.5mmο
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用氧化層輔助的硅片制作設(shè)備及其控制方法，包括爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有石英坩堝，所述石英坩堝的外側(cè)周圍設(shè)有加熱器，上方設(shè)有薄石英管，所述薄石英管的一端開口向下，另一端固定在夾持器上，所述夾持器和驅(qū)動電機相連并可帶動薄石英管一起旋轉(zhuǎn)升降，所述薄石英管內(nèi)設(shè)有氣冷腔，所述氣冷腔中通有冷卻氣體，所述氣冷腔的底部設(shè)有微細氣孔且位于薄石英管開口端的上方，所述薄石英管的一側(cè)設(shè)有激光切割器，另一側(cè)設(shè)有硅片承接板。本發(fā)明采用薄石英管作為硅片成型限邊，由氣冷腔底端的微細氣孔噴出的氧化氣流接觸硅液面，形成具有氧化層的硅片并直接采用激光切割，從而避免浪費硅料，并可有效緩解硅片應(yīng)力，避免硅片晶向錯位。
【IPC分類】C30B35-00, C30B29-06, C30B28-06, C30B11-00
【公開號】CN104805500
【申請?zhí)枴緾N201510167500
【發(fā)明人】高文秀, 李帥, 趙百通
【申請人】江蘇盎華光伏工程技術(shù)研究中心有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月9日...