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[0061]本發(fā)明實施方式中,第一保護層與籽晶層之間涂覆有硅溶膠。
[0062]本發(fā)明實施方式中,籽晶層與第二保護層之間涂覆有硅溶膠。
[0063]本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中,硅溶膠的質(zhì)量濃度為20%_50%。
[0064]通過在第一保護層與籽晶層之間涂覆硅溶膠以及籽晶層與第二保護層之間涂覆硅溶膠,在熔化加熱過程中,硅溶膠形成活性很高的納米S12顆粒,S12顆粒會和籽晶發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)式為:Si+Si02+Si = S1-O-S1-O-Si,形成s1-o鍵合,可以很好地保護籽晶免受硅液侵蝕和雜質(zhì)擴散污染。
[0065]本發(fā)明實施方式中,坩禍內(nèi)壁與籽晶之間的縫隙設(shè)有硅片,硅片表面涂覆有硅溶膠。
[0066]本發(fā)明實施方式中,坩禍內(nèi)壁與復(fù)合層之間的縫隙設(shè)有硅片,硅片表面涂覆有硅溶膠。
[0067]本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中,娃片的長寬為156mmX(1-5mm),娃片的高度和復(fù)合層的高度相同。
[0068]本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中,硅溶膠涂覆在硅片與復(fù)合層接觸的一面。
[0069]在籽晶與坩禍之間的縫隙中設(shè)置硅片并在硅片上涂覆硅溶膠,在熔化加熱過程中,娃溶膠形成活性很高的納米Si02顆粒,Si02顆粒會和籽晶發(fā)生反應(yīng),形成s1-o鍵合,可以保護籽晶免受坩禍側(cè)壁的雜質(zhì)污染以及硅液的侵蝕。
[0070]本發(fā)明實施方式中,第一保護層、籽晶層和第二保護層構(gòu)成一復(fù)合層,復(fù)合層沿垂直于坩禍底部的方向上沒有貫通的縫隙。
[0071 ]本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中,第一保護層包括至少兩層硅塊層。
[0072]本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中,當?shù)谝槐Wo層包括至少兩層硅塊層時,第一保護層的鋪設(shè)方法為:將多個硅塊緊密接觸鋪滿在坩禍底部形成第一層硅塊層,然后再在第一層硅塊層形成的縫隙上再覆蓋一層緊密接觸的硅塊形成第二層硅塊層,以使相鄰的兩個硅塊層之間的縫隙相互錯開,以此類推,得到至少兩層硅塊層構(gòu)成的第一保護層,第一保護層沿垂直于坩禍底部方向上沒有貫通的縫隙。
[0073]本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中,第二保護層包括至少兩層硅塊層。
[0074]本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中,當?shù)诙Wo層包括至少兩層硅塊層時,第二保護層的鋪設(shè)方法為:將多個硅塊緊密接觸鋪設(shè)在籽晶層上形成第一層硅塊層,然后再在第一層硅塊層形成的縫隙上再覆蓋一層緊密接觸的硅塊形成第二層硅塊層,以使相鄰的兩個硅塊層之間的縫隙相互錯開,以此類推,得到至少兩層硅塊層構(gòu)成的第二保護層,第二保護層沿垂直于坩禍底部方向上沒有貫通的縫隙。
[0075]由于復(fù)合層沿垂直于坩禍底部的方向上沒有貫通的縫隙,籽晶縫隙中不會有雜質(zhì)擴散也不會被硅液侵蝕,不會有位錯大量在縫隙中繁殖生長。
[0076]本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中,第一保護層與籽晶層之間的縫隙是錯開的。
[0077]本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中,籽晶層與第二保護層之間的縫隙是錯開的。
[0078]當?shù)谝槐Wo層包括多塊硅塊時,多塊硅塊緊密接觸鋪滿在坩禍底部,然后將籽晶覆蓋在第一保護層的縫隙上,以使第一保護層和籽晶層的縫隙是錯開的,然后在籽晶層上鋪設(shè)第二保護層,第二保護層的硅塊覆蓋在籽晶層的縫隙上,以使籽晶層與第二保護層之間的縫隙是錯開的,第二保護層中的硅塊緊密接觸鋪滿籽晶層,這樣第一保護層、籽晶層和第二保護層構(gòu)成一復(fù)合層,該復(fù)合層沿垂直于坩禍底部的方向上沒有貫通的縫隙,第一保護層將籽晶和坩禍底部阻隔開來,避免坩禍底部雜質(zhì)擴散到籽晶中,第二保護層將籽晶和硅料以及坩禍中的雜質(zhì)氣氛阻隔開來,避免硅料及坩禍中雜質(zhì)氣氛的雜質(zhì)擴散到籽晶中。在硅料熔化過程中,第一保護層和第二保護層可以很好地保護籽晶,避免硅料熔化過程中,硅熔體通過貫通的縫隙進入籽晶層并與籽晶接觸,故此時籽晶之間縫隙處新生成的缺陷較少。
[0079]本發(fā)明第一方面提供的籽晶的鋪設(shè)方法,通過鋪設(shè)第一保護層和第二保護層來保護籽晶,第一保護層用于阻隔坩禍底部雜質(zhì)擴散,第二保護層用于阻隔硅料及坩禍中雜質(zhì)氣氛的雜質(zhì)擴散,這二層保護層保護籽晶避免受到雜質(zhì)的污染,減少熔化階段中硅液對籽晶縫隙的滲入。
[0080]本發(fā)明第二方面提供了一種類單晶硅錠的制備方法,包括以下步驟:
[0081 ] (I)提供坩禍,在坩禍底部鋪設(shè)第一硅材料,第一硅材料鋪滿坩禍底部形成第一保護層;然后在第一保護層上鋪設(shè)籽晶,形成籽晶層;再在籽晶層上鋪設(shè)第二硅材料,形成第二保護層;
[0082](2)在第二保護層上方填裝硅料,加熱使硅料熔化形成硅熔體,待硅料和第二保護層完全熔化后形成的固液界面剛好處在或深入籽晶層時,調(diào)節(jié)熱場形成過冷狀態(tài),使硅熔體在籽晶層基礎(chǔ)上開始長晶;
[0083](3)待全部硅熔體結(jié)晶完后,經(jīng)退火冷卻得到類單晶硅錠。
[0084]本發(fā)明實施方式中,類單晶硅錠的少子壽命不少于8ys。
[0085]本發(fā)明實施方式中,類單晶硅錠的位錯密度小于1.5X 104/cm2。
[0086]本發(fā)明第二方面提供的一種類單晶硅錠的制備方法,通過設(shè)置第一保護層和第二保護層,保護籽晶避免雜質(zhì)的污染,制備得到類單晶硅錠位錯較少,少子壽命較高,性能較好。
[0087]本發(fā)明第三方面提供了一種類單晶硅片,類單晶硅片為按照上述的制備方法制得的類單晶硅錠為原料經(jīng)開方-切片-清洗制備得到。
[0088]本發(fā)明第三方面提供的一種類單晶硅片,位錯較少,少子壽命較高,性能較好。本發(fā)明提供的類單硅片一級片的比例達到70%以上;利用本發(fā)明類單晶硅片制得的太陽能電池片的轉(zhuǎn)換效率比普通的類單晶硅片制得的電池效率提高0.2%以上。
[0089]實施例1:
[0090]參照圖4,一種籽晶的鋪設(shè)方法,用于鑄造類單晶,包括以下步驟:
[0091 ] 提供坩禍,在坩禍底部按照5 X 5方式鋪設(shè)一層長寬大小為156 X 156mm、厚度為5mm的[100]單晶硅塊,硅塊之間緊密接觸鋪滿坩禍底部形成第一保護層4,然后在第一保護層4的硅塊表面涂抹質(zhì)量濃度為30%的硅溶膠(純度為電子級);涂抹好后,在第一保護層4上迅速鋪墊一層[100]單晶籽晶,籽晶覆蓋在第一保護層的縫隙上,中間的籽晶按照4X4形式鋪設(shè),籽晶的長寬大小為156 X 156mm,邊上為4根籽晶邊條,長寬大小702 X 78mm,籽晶的厚度15mm,鋪設(shè)完成后形成籽晶層5,籽晶層5中籽晶的縫隙和第一保護層4硅塊的縫隙是錯開的;然后在籽晶層5表面涂抹質(zhì)量濃度為30%的硅溶膠(純度為電子級),涂抹好后,在籽晶層上按照5X5方式迅速鋪設(shè)一層[100]單晶硅塊形成第二保護層6,硅塊覆蓋在籽晶層的縫隙上,硅塊長寬尺寸大小為156X 156mm,硅塊的厚度5mm,籽晶層5中籽晶的縫隙和第二保護層6中硅塊的縫隙是錯開的。
[0092]圖5為本發(fā)明實施例1的籽晶鋪設(shè)的俯視圖;圖5a為第一保護層的鋪設(shè)俯視圖,圖5b為籽晶層的鋪設(shè)俯視圖,圖5c為第二保護層的鋪設(shè)俯視圖。鋪設(shè)完成后,得到如圖4的籽晶鋪設(shè)的側(cè)視圖;
[0093]實施例2:
[0094]—種籽晶的鋪設(shè)方法,用于鑄造類單晶,包括以下步驟:
[0095]提供坩禍,在坩禍底部按照5X 5方式鋪設(shè)一層長寬大小為156 X 156mm、厚度為1mm的[100]單晶硅塊,硅塊之間緊密接觸鋪滿坩禍底部形成第一保護層,然后在第一保護層的硅塊表面涂抹質(zhì)量濃度為30%的硅溶膠(純度為電子級);涂抹好后,在第一保護層上迅速鋪墊一層[110]單晶籽晶,籽晶覆蓋在第一保護層的縫隙上,中間的籽晶按照4X4形式鋪設(shè),籽晶的長寬大小為156 X 156mm,邊上為4根籽晶邊條,長寬大小702 X 78mm,籽晶的厚度20mm,鋪設(shè)完成后形成籽晶層,籽晶層中籽晶的縫隙和第一保護層硅塊的縫隙是錯開的;然后在籽晶層表面涂抹質(zhì)量濃度為30%的硅溶膠(純度為電子級),涂抹好后,在籽晶層上按照5X5方式迅速鋪設(shè)一層柱狀多晶硅塊形成第二保護層,柱狀多晶硅塊覆蓋在籽晶層的縫隙上,柱狀多晶硅塊的晶界和坩禍底面平行,硅塊長寬尺寸大小為156X156mm,硅塊的厚度10mm,籽晶層中籽晶的縫隙和第二保護層中硅塊的縫隙是錯開的。
[0096]實施例3:
[0097]—種籽晶的鋪設(shè)方法,用于鑄造類單晶,包括以下步驟:
[0098]提供坩禍,在坩禍底部按照5 X 5方式鋪設(shè)一層長寬大小為156 X 156mm、厚度為8mm的[100]單晶硅塊,硅塊之間緊密接觸鋪滿坩禍底部形成第一保護層,然后在第一保護層的硅塊表面涂抹質(zhì)量濃度為30%的硅溶膠(純度為電子級);涂抹好后,在第一保護層上迅速鋪墊一層[111]單晶籽晶,籽晶覆蓋在第一保護層的縫隙上,中間的籽晶按照4X4形式鋪設(shè),籽晶的長寬大小為156 X 156mm,邊上為4根籽晶邊條,長寬大小702 X 78mm,籽晶的厚度30_,鋪設(shè)完成后形成籽晶層,籽晶層中籽晶的縫隙和第一保護層硅塊的縫隙是錯開的;然后在籽晶層表面涂抹質(zhì)量濃度為30%的硅溶膠(