專利名稱：多晶硅錠及其制造方法、太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多晶硅的制造技術(shù)，尤其涉及一種多晶硅錠及其制造方法、太陽能電池。
背景技術(shù)：
能源和環(huán)境是當(dāng)今世界廣泛關(guān)注的兩大問題，太陽能作為一種可再生的綠色能源自然成為人們開發(fā)和研究的焦點(diǎn)。伴隨著太陽能電池業(yè)的迅猛發(fā)展，成本較低且適合于大規(guī)模生產(chǎn)的多晶硅已成為最主要的光伏材料之一，并逐步取代傳統(tǒng)直拉單晶硅在太陽能電池材料市場當(dāng)中的主導(dǎo)地位。目前，制備太陽能電池用的多晶硅錠的方法主要為定向凝固法，即在熔融的原料硅凝固過程中，通過控制固液界面的溫度梯度，以實(shí)行可控的定向凝固過程，形成多晶柱狀晶(以下簡稱多晶硅錠)。上述定向凝固法特指目前普遍采用的GT Solar所提供的定向凝固系統(tǒng)法 (Directional solidification system，簡稱DSS)爐晶體生長技術(shù)。定向凝固法是鑄造多晶硅的一種方法，其的主要包括加熱、熔化、凝固長晶、退火、冷卻等工藝步驟，在加熱和熔化過程中，多晶硅錠生長爐中的絕熱體是封閉的，長晶時(shí)將四周絕熱體提升，在坩堝下面開出一個(gè)傳熱的口子，使熔融狀態(tài)的硅原料從底部開始冷卻，實(shí)現(xiàn)硅原料由下往上的定向凝固，從而逐漸完成多晶硅錠的鑄造過程。DSS生長技術(shù)可生長大的多晶硅錠，因而多晶硅的產(chǎn)量高。另外該工藝控制相對單晶硅的生長過程而言，多晶硅的生長過程簡單，生產(chǎn)成本低，并且該技術(shù)可生產(chǎn)大的方形多晶硅片，降低了下游電池加工過程的成本。但實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，采用DSS方法生產(chǎn)出的多晶硅錠制作出的太陽能電池， 往往存在光電轉(zhuǎn)換效率低等問題，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)上述問題的原因是現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)出的多晶硅錠中的雜質(zhì)含量和缺陷密度都較高，這就直接影響了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多晶硅錠及其制造方法、太陽能電池，降低了多晶硅錠中的雜質(zhì)含量和缺陷密度，并且，采用本發(fā)明實(shí)施例中的多晶硅錠生產(chǎn)出的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率得到了提高。為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案一種多晶硅錠的制造方法，包括在多晶硅錠生長爐內(nèi)的容器底部放置或噴涂高純材料，形成隔離保護(hù)層；在所述隔離保護(hù)層上鋪設(shè)籽晶，形成籽晶層，所述隔離保護(hù)層將籽晶層與容器底部隔離；將固態(tài)的硅原料裝載到所述籽晶層的上方；對所述容器進(jìn)行加熱，熔化所述硅原料和部分所述籽晶層，以形成液體層，至少保持與所述隔離保護(hù)層接觸的部分籽晶層為固態(tài)；控制所述多晶硅錠生長爐內(nèi)的熱場，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶，以使固液界面向遠(yuǎn)離所述容器底部的方向移動(dòng)，直至多晶硅錠生長完成。優(yōu)選的，所述多晶硅錠含有連續(xù)的大尺寸的單晶硅區(qū)域，所述單晶硅區(qū)域的晶體學(xué)取向與位于其下方的所述籽晶的晶體學(xué)取向相同。優(yōu)選的，所述高純材料為硅片或高純石英。優(yōu)選的，所述熔化所述硅原料和部分所述籽晶層的過程包括對所述容器頂部和 /或容器側(cè)壁進(jìn)行加熱，保持容器頂部溫度高于硅的熔點(diǎn)，容器底部溫度低于硅的熔點(diǎn)，形成垂直于容器底部的溫度梯度，使所述容器中的硅原料和部分籽晶從上往下依次熔化，并保持與所述隔離保護(hù)層接觸的部分籽晶層為固態(tài)。優(yōu)選的，所述對所述容器進(jìn)行加熱過程中，保持所述固液界面與所述容器的底部基本平行。優(yōu)選的，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶過程包括打開所述容器四周的絕熱體，并通過所述容器四周的水冷系統(tǒng)對所述容器進(jìn)行冷卻，形成垂直于容器底部的溫度梯度，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶，所述容器內(nèi)的溫度沿垂直于容器底部向上的方向逐漸上升。優(yōu)選的，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶過程，所述容器內(nèi)部的溫度沿垂直于容器底部向上的方向上升緩慢。優(yōu)選的，所述籽晶為晶體學(xué)取向?yàn)?100)、(110)或(111)取向的單晶硅。優(yōu)選的，形成所述籽晶層的過程具體為采用晶體學(xué)取向相同且具有規(guī)則的幾何形狀的大塊籽晶拼接鋪貼，以覆蓋所述隔離保護(hù)層上方大部分區(qū)域，所述大塊籽晶間具有縫隙。優(yōu)選的，在所述多晶硅錠生長爐內(nèi)，且位于所述容器下方的底板上具有多道相互交叉的凹槽，所述凹槽與容器內(nèi)部的籽晶與籽晶間的縫隙位于同一豎直面上。優(yōu)選的，所述熔化所述硅原料和部分所述籽晶層的過程還包括在所述籽晶層熔化過程中，在所述底板上的凹槽處通入惰性氣體。優(yōu)選的，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶過程中，位于所述凹槽上方的籽晶間的縫隙處的溫度高于其它位置處的溫度，籽晶間的縫隙處晶體生長速率小于其它位置處的晶體生長速率。優(yōu)選的，所述大塊籽晶為方形籽晶或矩形籽晶。優(yōu)選的，所述大塊籽晶的最短邊為100mm-160mm。優(yōu)選的，還包括所述大塊籽晶不能完全覆蓋所述隔離保護(hù)層上方時(shí)，采用與所述大塊籽晶的晶體學(xué)取向相同的條形籽晶填充所述大塊籽晶邊緣與所述容器側(cè)壁間的區(qū)域。優(yōu)選的，所述大塊籽晶間的縫隙和/或所述大塊籽晶與條形籽晶間的縫隙的寬度在Omm-IOmm以內(nèi)。優(yōu)選的，所述大塊籽晶和/或條形籽晶與硅原料接觸的一面上具有倒角。優(yōu)選的，所述倒角的深度在10mm-30mm以內(nèi)。優(yōu)選的，所述倒角的角度在70°以內(nèi)。優(yōu)選的，所述籽晶層的厚度為10mm-30mm。優(yōu)選的，將固態(tài)的硅原料裝載到所述籽晶層的上方的過程具體為
將小顆粒的硅原料和/或硅粉裝載到所述籽晶層的上方，以填充所述籽晶間的縫隙以及所述籽晶層與所述容器側(cè)壁間的縫隙；將大體積的硅原料裝載到所述小顆粒硅原料和/或硅粉的上方。本發(fā)明實(shí)施例還公開了采用上述方法制作出的多晶硅錠，所述多晶硅錠包含晶體學(xué)取向一致的連續(xù)大尺寸的單晶硅區(qū)域。本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種太陽能電池，包括晶片，所述晶片上具有晶體學(xué)取向一致的連續(xù)大尺寸的單晶硅區(qū)域；所述晶片中的P-N結(jié)；所述晶片上的導(dǎo)電觸點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案，采用鑄造的方法生產(chǎn)多晶硅錠，通過在容器底部預(yù)先放置或噴涂高純材料，形成隔離保護(hù)層，之后在隔離保護(hù)層上鋪設(shè)大面積籽晶形成籽晶層，由籽晶引導(dǎo)單晶硅區(qū)域的生長，使生產(chǎn)出的多晶硅錠中包含連續(xù)大尺寸的單晶硅區(qū)域，即鑄造出的多晶硅錠是由大部分與籽晶晶體學(xué)取向一致的單晶硅區(qū)域，以及少部分的多晶硅區(qū)域組成的。由于鑄造過程中隔離保護(hù)層能夠隔絕容器底部的氧、碳等雜質(zhì)，避免容器底部的雜質(zhì)滲入到籽晶層和后續(xù)添加的硅原料中，從而降低了多晶硅錠中的雜質(zhì)含量，而且，由于多晶硅錠中含有連續(xù)大尺寸的單晶硅區(qū)域，因此，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的多晶硅錠生產(chǎn)出的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率得到了提高。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的多晶硅錠的制造方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的多晶硅錠的制造方法的流程示意圖；圖3和圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的籽晶鋪設(shè)方式俯視圖；圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的籽晶邊緣倒角的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例中生產(chǎn)的多晶硅錠的剖面圖；圖7為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的容器支撐裝置的剖面圖；圖8為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的多晶硅錠生長爐底板的俯視圖；圖9為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的多晶硅錠生長爐的剖面圖。
具體實(shí)施例方式正如背景技術(shù)部分所述，采用現(xiàn)有技術(shù)的DSS方式生產(chǎn)的多晶硅錠制作的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率低，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種問題的原因一方面是由于多晶硅錠雜質(zhì)含量高、缺陷密度大，具體的，鑄造的多晶硅錠中氧和碳是主要的輕元素雜質(zhì)，尤其是碳的濃度要高于直拉單晶硅中的濃度，另外還有金屬元素、氮、氫等雜質(zhì)也會對多晶硅材料和太陽能電池的性能造成不良影響；另一方面是由于鑄造出的多晶硅錠具有高密度的晶界、位錯(cuò)以及微缺陷，這些缺陷成為硅材料中少數(shù)載流子的復(fù)合中心，使電荷載流子快速復(fù)合， 導(dǎo)致少子壽命低，并且，由于晶粒之間的取向是隨機(jī)的，難以采用化學(xué)方法對其表面進(jìn)行織構(gòu)，從而不能降低多晶硅表面對光的反射率，不能提高對光的吸收率等特點(diǎn)，導(dǎo)致多晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率低。基于以上原因，發(fā)明人考慮，相比而言，單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率比多晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率高，其主要原因是單晶硅的晶粒取向一致，不存在晶界等缺陷，因此若是使生產(chǎn)的多晶硅錠中包含大尺寸的單晶硅區(qū)域，應(yīng)該能夠在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中多晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率低的缺點(diǎn)。并且，可采取相應(yīng)的手段隔離容器底部的氧、碳等雜質(zhì)，如在容器底部形成隔離保護(hù)層等，即可在一定程度上減輕生產(chǎn)出的多晶硅錠中的雜質(zhì)缺陷等。以上是本申請的核心思想，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例， 而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸?；谏鲜鲅芯康幕A(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多晶硅錠的制造方法，該方法的流程圖如圖1所示，包括以下步驟步驟SlOl 在多晶硅錠生長爐內(nèi)的容器底部放置或噴涂高純材料，形成隔離保護(hù)層；需要說明的是，一般情況下，在容器底部鋪設(shè)籽晶之前，會在容器內(nèi)部噴涂氮化硅涂層，氮化硅涂層起到脫模劑的作用，并且在一定程度上還能夠阻止容器內(nèi)部的雜質(zhì)進(jìn)入到鑄造主體中，但是在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，即便噴涂脫模劑后，鑄造主體中仍然具有較高的雜質(zhì)含量，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種問題的原因是，氮化硅涂層并不能很好的阻擋雜質(zhì)，氮化硅涂層的形成過程主要是，采用氮化硅顆粒與純水按照一定比例混合并攪勻后，用噴槍噴涂到坩堝壁，之后再在烘箱中進(jìn)行燒結(jié)形成，由于形成的氮化硅涂層中顆粒與顆粒之間存在縫隙，而且氮化硅涂層不可能做的足夠厚，以減少這些縫隙，因此，顆粒間的縫隙是難以避免的，氧、碳等雜質(zhì)元素極易透過氮化硅涂層顆粒間的縫隙擴(kuò)散進(jìn)入鑄造主體中。因此，發(fā)明人考慮，可在噴涂了氮化硅涂層后的容器底部放置或噴涂高純材料，形成致密的隔離保護(hù)層，即可阻擋雜質(zhì)元素由容器底壁擴(kuò)散至鑄造主體中。由于鑄造主體為含有大面積單晶硅區(qū)域的多晶硅錠，為了避免引入其他的雜質(zhì)元素，優(yōu)選的，本實(shí)施例中的高純材料為高純的硅材料，如硅片或高純石英等。步驟S102 在所述隔離保護(hù)層上鋪設(shè)籽晶，形成籽晶層，所述隔離保護(hù)層將籽晶層與容器底部隔離；通過在坩堝底部預(yù)先放置或噴涂高純材料，由于高純材料的隔離作用，可將后續(xù)
7鋪設(shè)的籽晶層與坩堝底部隔離，以避免坩堝底部或坩堝涂層中的雜質(zhì)擴(kuò)散到籽晶和多晶硅錠中，既能降低鑄造的多晶硅錠中的氧、碳等雜質(zhì)含量，而且由于籽晶中的雜質(zhì)少了，還能增加籽晶循環(huán)使用的次數(shù)。本實(shí)施例中可以在每次鑄造前均在坩堝底部放置或噴涂高純材料，也可以對坩堝底部如此處理一次，連續(xù)使用多次，具體處理情況可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程中設(shè)備損耗情況而定。其中，所述籽晶為晶體學(xué)取向固定的單晶硅，所述籽晶層包括至少一種晶體學(xué)取向的單晶硅層，優(yōu)選的，本實(shí)施例中的籽晶為晶體學(xué)取向?yàn)?100)、(110)或(111)的單晶硅，更優(yōu)選的，本實(shí)施例中的籽晶層均采用晶體學(xué)取向?yàn)?100)的單晶硅鋪貼形成。本實(shí)施例這并不限定所述籽晶的形狀和尺寸，所述籽晶層可以為與容器底部大小和形狀基本相同的大塊籽晶，也可以由多塊籽晶拼貼形成，若是后者，為了鋪設(shè)過程的方便以及滿足完整平鋪的需要，籽晶最好具有規(guī)則的幾何形狀，優(yōu)選所述籽晶形狀為矩形，更優(yōu)選為正方形，要盡可能選擇較大的籽晶，以使拼貼形成的籽晶間的縫隙盡可能小，以保證多晶硅錠的質(zhì)量。關(guān)于所述籽晶的形狀、尺寸、鋪設(shè)方式等在以下實(shí)施例中詳細(xì)說明，本實(shí)施例中不做具體限定。并且，本實(shí)施例中也不具體限定所述籽晶層的鋪貼方式，但是為了保證多晶硅錠中的單晶硅的質(zhì)量，優(yōu)選的，所述籽晶鋪設(shè)于所述容器的中間區(qū)域，另外，為了更好的控制所述多晶硅錠的制作過程和質(zhì)量，所述籽晶層應(yīng)與所述容器底部(即隔離保護(hù)層平面)保持基本平行或近似平行。同樣的，本實(shí)施例中也不具體限定所述籽晶層的厚度，以具體生產(chǎn)過程和生產(chǎn)條件而定，優(yōu)選的，所述籽晶層的厚度為10mm-30mm。另外，本實(shí)施例中的多晶硅錠生長爐內(nèi)的容器形狀和材質(zhì)由生產(chǎn)過程中采用的多晶硅錠生長爐內(nèi)而定，一般情況下，由于本實(shí)施例中是采用鑄造的方式生產(chǎn)多晶硅錠的，目前普遍采用定向凝固法(Directional Solidification System，簡稱DSS)爐晶體生長技術(shù)，采用該工藝可生產(chǎn)大的方形多晶硅片，降低了下游電池加工的成本。本實(shí)施例中可采用定向凝固法的生長爐(DSS生長爐)，也可采用其它多晶硅錠生長原理與DSS生長爐類似的生長爐，對此本實(shí)施例中不做過多限定。本實(shí)施例中所述容器一般為方形的坩堝，更普遍的為陶瓷坩堝，當(dāng)然，所述容器還可以選擇其它可用于多晶硅錠的鑄造過程的可一次性使用的坩堝或可重復(fù)使用的坩堝，如石英坩堝、鉬坩堝或鎢坩堝等。步驟S103 將固態(tài)的硅原料裝載到所述籽晶層的上方；本實(shí)施例中不限定裝載所述固態(tài)的硅原料的方式，具體裝載硅原料的方式根據(jù)采用的籽晶層的鋪設(shè)方式而定，只要保證多晶硅錠中的單晶硅區(qū)域的質(zhì)量即可，如盡量減少晶界、層錯(cuò)等缺陷。步驟S104 對所述容器進(jìn)行加熱，熔化所述硅原料和部分所述籽晶層，形成液體層，至少保持與所述隔離保護(hù)層接觸的部分籽晶層為固態(tài)；采用不同的多晶硅錠生長爐，對所述容器進(jìn)行加熱的方法也就不盡相同，如采用熱交換法的生長爐、采用布里奇曼法的生長爐或是采用二者相結(jié)合技術(shù)的生長爐，其加熱方法各有不同，只要能夠?qū)⒐虘B(tài)的硅原料和部分籽晶層熔化，滿足該步驟的熔化需求即可。
對于采用定向凝固法鑄造多晶硅錠的生長爐，通常采用容器頂部和/或容器側(cè)壁的加熱設(shè)備(一般為加熱器)，對容器頂部和/或容器側(cè)壁進(jìn)行加熱，加熱過程中，為了盡快的熔化硅原料，要保持容器頂部溫度高于硅的熔點(diǎn)，并且為了保證加熱過程中籽晶層底部保持固態(tài)，容器底部溫度應(yīng)低于硅的熔點(diǎn)，進(jìn)而形成垂直于容器底部的溫度梯度，使所述容器中的硅原料和部分籽晶從上往下依次熔化，并保持靠近隔離保護(hù)層上方的部分籽晶層為固態(tài)。需要說明的是，該步驟中并不限定固液界面的狀態(tài)，根據(jù)采用的生長爐的不同，固液界面可以與容器底部具有小的夾角，或者固液界面有少量的凹凸不平的區(qū)域，即固液界面呈波浪形、W形或頂部凸起的弧形等，當(dāng)然固液界面也可以與容器底部基本平行，但是為了保證制造出的多晶硅的質(zhì)量，本實(shí)施例中優(yōu)選為，在對容器進(jìn)行加熱過程中，盡量保持固液界面與所述容器底部(即隔離保護(hù)層平面)基本平行或近似平行。具體的，若固液界面位于籽晶層的高度區(qū)域時(shí)，且固液界面凹凸不平時(shí)，需保證固液界面的最高點(diǎn)的高度小于等于籽晶層的頂面，固液界面的最低點(diǎn)的高度大于籽晶層的底面，換句話說，即使固液界面的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)間的高度差要小于籽晶層的厚度，以保證靠近隔離保護(hù)層上方的部分籽晶層為固態(tài)，以使固態(tài)的部分籽晶層能夠起到引晶的作用，保證多晶硅錠中的單晶硅區(qū)域的正常生長。步驟S105 控制所述多晶硅錠生長爐內(nèi)的熱場，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶，以使所述固液界面向遠(yuǎn)離所述容器底部的方向移動(dòng)，直至多晶硅錠生長完成，得到多晶硅錠。 與上一步驟類似，采用不同的多晶硅錠生長爐，對熔融硅進(jìn)行冷卻的方法也不相同，可以利用生長爐底部的冷卻裝置吸熱，也可以通過降低生長爐底部加熱器的功率的方式，來降低坩堝底部的溫度，同樣使?fàn)t膛內(nèi)形成與坩堝底部垂直的溫度梯度，以實(shí)現(xiàn)熔融硅的從下往上的結(jié)晶過程。對于DSS生長爐或與其原理類似的生長爐，具體可通過打開所述容器四周的絕熱體(一般為隔熱籠)，并通過所述容器四周的水冷系統(tǒng)對所述容器進(jìn)行冷卻，形成垂直于容器底部的溫度梯度，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶，所述容器內(nèi)的溫度沿垂直于容器底部向上的方向逐漸上升。不同的生長爐，打開隔熱籠的方式也不同，如提升隔熱籠、打開隔熱籠上部或下部、旋開隔熱籠等，不論采取哪種方式打開隔熱籠后，均需通過容器外部的水冷系統(tǒng)對容器進(jìn)行冷卻。需要說明的是，本實(shí)施例的結(jié)晶過程中所述容器內(nèi)部的溫度沿垂直于容器底部向上的方向上升緩慢，即沿容器底部向上，溫度的上升梯度較小，從而能夠保證在定向凝固過程中，生長速率穩(wěn)定，使硅原料中的雜質(zhì)(如碳化硅、氮化硅等)有足夠的時(shí)間進(jìn)行分凝，以避免因生長速度過快而導(dǎo)致的硅原料中的雜質(zhì)來不及析出，從而留存在多晶硅鑄錠中，形成雜質(zhì)富集層和硬質(zhì)點(diǎn)，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。具體溫度梯度控制在何種大小，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程的具體情況而定。本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案，采用鑄造的方法生產(chǎn)多晶硅錠，通過在容器底部預(yù)先放置或噴涂高純材料，形成隔離保護(hù)層，之后在隔離保護(hù)層上鋪設(shè)大面積籽晶形成籽晶層，由籽晶引導(dǎo)單晶硅區(qū)域的生長，使生產(chǎn)出的多晶硅錠中包含連續(xù)大尺寸的單晶硅區(qū)域，所述單晶硅區(qū)域的晶體學(xué)取向與位于其下方的所述籽晶的晶體學(xué)取向相同。由于鑄造過程中隔離保護(hù)層隔絕了容器底部的氧、碳和其它雜質(zhì)，從而降低了多
9晶硅錠中的雜質(zhì)含量，降低了產(chǎn)品的缺陷密度，而且，由于多晶硅錠中含有大尺寸的單晶硅區(qū)域，晶體的晶粒面積大，相應(yīng)的晶界的總面積就減小了，晶界密度大大降低。因此，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的多晶硅錠生產(chǎn)出的太陽能電池，較現(xiàn)有技術(shù)中的多晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率更高。并且，由于本實(shí)施例長晶過程中溫度梯度較小，長晶速率緩慢且穩(wěn)定，約為9cm/ h-14cm/h，使雜質(zhì)(如碳化硅、氮化硅等)有足夠的時(shí)間進(jìn)行分凝，從而避免了雜質(zhì)來不及析出而留存在已經(jīng)凝固的晶體區(qū)域，進(jìn)而減少了多晶硅的鑄造主體內(nèi)的硬質(zhì)點(diǎn)和雜質(zhì)富集層，使生產(chǎn)出的多晶硅錠中的缺陷密度大大降低，也從一定程度上提高了少子壽命，提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明另一實(shí)施例中公開的多晶硅錠的鑄造方法的流程圖如圖2所示，與上一實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中將所述籽晶的選擇、籽晶層的形成方式以及裝載硅原料的過程具體化，該方法包括以下步驟步驟S201 在多晶硅錠生長爐內(nèi)的容器底部放置或噴涂高純材料，形成隔離保護(hù)層，該步驟與上一實(shí)施例類似，這里不再贅述；步驟S202 在多晶硅錠生長爐內(nèi)的隔離保護(hù)層上方，采用晶體學(xué)取向相同且具有規(guī)則的幾何形狀的大塊籽晶拼接鋪貼，以覆蓋所述隔離保護(hù)層上方大部分區(qū)域，所述大塊籽晶間具有縫隙；對于采用DSS方式生產(chǎn)方形多晶硅錠來說，本實(shí)施例中所述大塊籽晶優(yōu)選為方形籽晶或矩形籽晶，優(yōu)選的，所述大塊籽晶的最短邊為100mm-160mm。步驟S203 所述大塊籽晶不能完全覆蓋所述隔離保護(hù)層時(shí)，采用與所述大塊籽晶的晶體學(xué)取向相同的條形籽晶填充所述大塊籽晶邊緣與所述容器側(cè)壁間的區(qū)域，所述大塊籽晶與所述條形籽晶鋪貼完成后，形成所述籽晶層；換句話說，該步驟可以理解為，當(dāng)大塊籽晶排列好之后，隔離保護(hù)層與容器側(cè)壁交接處不能放置一整塊的大塊籽晶時(shí)，可以采用小塊的條形籽晶填補(bǔ)這些區(qū)域的籽晶空缺， 本實(shí)施例中不限定條形籽晶的長度和寬度，只要能夠與實(shí)際生產(chǎn)情況相適配即可，另外，條形籽晶擺放時(shí)，其邊緣也可以與大塊籽晶和容器側(cè)壁保持一定縫隙。本實(shí)施例中優(yōu)選為(100)取向的單晶硅鋪貼形成所述籽晶層，即所述大塊籽晶與所述條形籽晶均為(100)取向的單晶硅，優(yōu)選的，所述籽晶層的面積占據(jù)所述隔離保護(hù)層面積的百分比，即最終形成的多晶硅錠中的單晶硅區(qū)域的體積占多晶硅錠總體積的百分比為50% -99%，更優(yōu)選的，所述籽晶層的面積占據(jù)所述隔離保護(hù)層面積的70% -99%，更優(yōu)選的，所述籽晶層的面積占據(jù)所述隔離保護(hù)層面積的90% _99%，更優(yōu)選的，所述籽晶層的面積占據(jù)所述隔離保護(hù)層面積的95% -99%。并且，所述大塊籽晶間的縫隙和/或所述大塊籽晶與條形籽晶間的縫隙的寬度在 Omm-IOmm以內(nèi)，以保證晶界面積滿足要求，一般情況下，單個(gè)晶粒的面積約為2cm*2cm，如果長晶過程的溫度、生長速率控制較好，晶粒還會更大。具體的，本實(shí)施例中的籽晶在隔離保護(hù)層上方的排列方式的俯視圖如圖3和圖4 所示，結(jié)合生長爐和容器底部的形狀，分別以方形和矩形(本實(shí)施例中特指長方形)的大塊籽晶為例，對本實(shí)施例中籽晶層的鋪貼方式進(jìn)行說明。圖3中為采用大塊方形籽晶11和小塊條形籽晶12完成鋪貼后的籽晶層的示意圖，圖4中為采用大塊長方形籽晶13和小塊條形籽晶12完成鋪貼后的籽晶層的示意圖。本實(shí)施例僅以(100)晶體學(xué)取向的籽晶為例進(jìn)行說明，另外本實(shí)施例中并不限定大塊籽晶和小塊條形籽晶的尺寸，如圖4中的長方形大塊籽晶的長度可以與容器(坩堝)內(nèi)徑的尺寸相近或稍小于坩堝的內(nèi)徑，其寬度優(yōu)選控制在100mm-160mm為宜，厚度控制在10mm-30mm為宜，條形籽晶的尺寸根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，如方形籽晶的邊長坩堝寬度不適配時(shí)，或與長方形籽晶的寬度與坩堝寬度不適配時(shí)，可采用一塊或多塊條形籽晶彌補(bǔ)其空缺。由于鋪貼方式的限制，籽晶層不能占據(jù)隔離保護(hù)層上方的全部面積，優(yōu)選的，本實(shí)施例中由大塊籽晶和小塊條形籽晶鋪貼形成的籽晶層的各個(gè)邊與容器邊緣的距離近似，以保證鑄造出的多晶硅錠中的單晶硅區(qū)域更均勻。步驟S204 將小顆粒的硅原料和/或硅粉裝載到所述籽晶層的上方，以填充所述籽晶間的縫隙以及所述籽晶層與所述容器側(cè)壁間的縫隙；本實(shí)施例中為了避免在鑄造過程中，籽晶間的縫隙以及所述籽晶層與所述容器側(cè)壁間的縫隙容易導(dǎo)致鑄造主體中出現(xiàn)空洞等缺陷，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，采用小顆粒的硅原料和/或硅粉填充縫隙，一方面可以避免鑄造主體中的空洞缺陷，還能夠排除縫隙中的雜質(zhì)氣體，以減小漩渦缺陷及各種氧誘導(dǎo)缺陷等，并且還可以利用小顆粒硅原料和硅粉具有較大的比表面積，較為容易吸熱熔化的優(yōu)點(diǎn)，填充縫隙，提高多晶硅錠的利用率和質(zhì)量。另外，本實(shí)施例中為了更好的填充這些縫隙，如圖5所示，各個(gè)籽晶與上部硅原料接觸的上表面的棱角均進(jìn)行了倒角處理，即所述大塊籽晶和/或條形籽晶與硅原料接觸的一面上具有倒角，優(yōu)選的，所述倒角的深度在10mm-30mm以內(nèi)，倒角的角度a在70°以內(nèi)，即兩塊籽晶邊緣接觸部位的夾角b在140°以內(nèi)。另外，為了盡量減少雜質(zhì)，還需將籽晶與坩堝底部接觸部分需要清洗干凈。由于倒角的設(shè)置，兩塊籽晶間的縫隙以及籽晶與坩堝側(cè)壁間的縫隙可以更小，甚至可以直接緊密接觸，并且，一方面倒角的存在相當(dāng)于在籽晶接觸部位設(shè)置了一個(gè)小的坡度，在填充小顆粒硅原料或硅粉時(shí)，可以使縫隙間的小顆粒硅原料或硅粉的排布更緊密，進(jìn)一步的減少了籽晶縫隙間以及籽晶與坩堝側(cè)壁縫隙間的雜質(zhì)氣體等，進(jìn)一步的提高了多晶硅錠的質(zhì)量；另一方面在擺放籽晶時(shí)，若為人為擺放，倒角區(qū)域?yàn)槭植刻峁┝朔胖每臻g，同時(shí)可以作為手部的著力區(qū)域，即操作人員可以在倒角部位控制住籽晶使其不掉落，而且擺放時(shí)可將其與其它籽晶邊緣或坩堝側(cè)壁緊密接觸，而且不會碰觸到已經(jīng)擺放好的籽晶，使用設(shè)備擺放籽晶亦然。另外，為了更便于籽晶的擺放以及使小顆粒硅原料和硅粉的排布更緊密，倒角部位可以設(shè)置一定的弧度，弧度的大小、形狀等可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置，此處不做具體限定。步驟S205 將大體積的硅原料裝載到所述小顆粒硅原料和/或硅粉的上方，直至容器(坩堝)被填滿，即完成硅原料的裝載過程。之后執(zhí)行步驟S206和步驟S207，對所述硅原料和部分籽晶層進(jìn)行熔化-結(jié)晶過程，該過程與上一實(shí)施例中的步驟S104和步驟S105類似，這里不再贅述。采用本實(shí)施例的方法制作出的多晶硅錠的剖面圖如圖6所示，此多晶硅錠的中間部分為單晶硅區(qū)域21，單晶硅區(qū)域21與其下方的籽晶具有一致的晶體學(xué)取向，在單晶硅區(qū)域21的周圍，由于坩堝22內(nèi)壁中的雜質(zhì)極易擴(kuò)散至坩堝22內(nèi)壁的表面，造成坩堝22的內(nèi)壁表面極易成核，因此在單晶硅區(qū)域21周圍形成晶體學(xué)取向隨機(jī)的多晶硅區(qū)域23，在坩堝底部還有未熔化的籽晶層24，由于鋪貼的籽晶間具有縫隙或倒角，縫隙或倒角處填充的是小顆粒的硅原料或硅粉，從而制作出的多晶硅錠的單晶硅區(qū)域21間可能會存在晶界25，但是由于單晶硅區(qū)域21的晶粒面積大，因此，較現(xiàn)有技術(shù)中的多晶硅錠，本實(shí)施例中制作的多晶硅錠的晶界25的密度以及雜質(zhì)含量大大降低了。本發(fā)明另一實(shí)施例公開了一種底板，具有該底板的多晶硅錠生長爐以及采用該多晶硅生長爐的多晶硅錠制造方法，如圖7-圖9所示，圖7為該多晶硅錠生長爐中的容器支撐裝置的剖面圖，圖8為該底板的俯視圖，圖9為該多晶硅錠生長爐的剖面圖。具體的，該底板位于多晶硅錠生長爐的容器下方，以承載所述容器，所述容器內(nèi)可鋪設(shè)籽晶和硅原料，所述底板上具有多道相互交叉的凹槽，所述凹槽與所述容器內(nèi)部鋪設(shè)的籽晶與籽晶間的縫隙位于同一豎直面上，本實(shí)施例中所述容器優(yōu)選為坩堝22。下面結(jié)合多晶硅錠生長爐的結(jié)構(gòu)對底板的具體位置和多晶硅錠的制造過程進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖9所示，該多晶硅錠生長爐包括爐體 28;位于所述爐體底部的容器支撐裝置，所述支撐裝置包括底板沈；位于所述底板沈上方的容器，所述容器內(nèi)可鋪設(shè)籽晶和硅原料，且所述容器底部具有隔離保護(hù)層(圖中未示出)；其中，所述底板沈上具有多道相互交叉的凹槽27，所述凹槽27與容器內(nèi)部鋪設(shè)的籽晶與籽晶間的縫隙位于同一豎直面上，如圖7和圖8所示。本實(shí)施例中以方形籽晶為例，與籽晶的形狀相對應(yīng)，凹槽27也是橫縱垂直相交，如圖8所示。凹槽的寬度可與籽晶間縫隙的寬度相對應(yīng)，凹槽的深度可與底板的厚度以及容器內(nèi)硅原料的多少而定，優(yōu)選的，本實(shí)施例中的凹槽深度為5mm-15mm，寬度為 10mm-20mm,所述底板優(yōu)選為石墨底板。另外，以DSS爐為例，該多晶硅錠生長爐還包括進(jìn)氣口 29、出氣口 30、隔熱籠31、 加熱器32 (包括頂部和側(cè)壁的加熱器)，并且，所述支撐裝置還包括坩堝22周邊其支撐作用的側(cè)板33，側(cè)板33與底板沈連接，且底板沈與側(cè)板33間可拆卸；位于底板沈下方的 DS塊，起到支撐底板26，以及散熱的作用，本實(shí)施例中的DS塊優(yōu)選為石墨材質(zhì)；位于DS塊周邊的硬質(zhì)炭氈35，以起到保溫作用。并且，為了在生產(chǎn)過程中便于向凹槽內(nèi)通入氣體，還可在多晶硅生長爐底部或其它位置增加一個(gè)進(jìn)氣口(圖中未示出)，下面結(jié)合該多晶硅生長爐的結(jié)構(gòu)，對使用該多晶硅生長爐生產(chǎn)多晶硅錠的過程進(jìn)行說明。與以上實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中在硅原料和籽晶層的熔化過程中增加了凹槽底部通氣的過程。一般情況下，硅原料加熱階段以及硅原料熔化階段的前半段，生長爐內(nèi)處于真空階段，在硅原料熔化階段的后半段，即在硅原料即將熔化完成時(shí)，此時(shí)生長爐內(nèi)的溫度一般高達(dá)1200°C甚至以上，一直到硅錠生長過程、退火過程以及冷卻過程全程，均會通過進(jìn)氣口 29向多晶硅錠生長爐內(nèi)通入惰性氣體，同時(shí)還會從出氣口 30抽出一定的氣體，以排出爐內(nèi)的雜質(zhì)，該過程需要保證生長爐內(nèi)的氣壓穩(wěn)定，可根據(jù)爐內(nèi)氣壓的變化來自動(dòng)調(diào)整進(jìn)氣和出氣的量。并且，在所述籽晶層熔化過程中，在所述底板沈上的凹槽27處通入惰性氣體，一般情況下，也是在籽晶層即將熔化完成時(shí)，在凹槽27處通入常溫的惰性氣體，籽晶層熔化完成時(shí)，即可關(guān)閉為凹槽27處提供氣體的進(jìn)氣口，并且在長晶階段也不會再向凹槽處通入氣體。其原因是，由于在晶體生長過程中，籽晶與籽晶的接縫處，即圖7中晶界25的區(qū)域，容易衍生出多晶硅，為了降低晶界25處多晶硅的產(chǎn)生概率，增加產(chǎn)品中的單晶硅區(qū)域 21，在底板沈上相應(yīng)的位置處設(shè)置凹槽27，并采用新增的進(jìn)氣口，在凹槽27中通入惰性氣體，由于在長晶階段，凹槽27處通入的氣體溫度已經(jīng)得到了升高，并且由于惰性氣體的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于石墨的導(dǎo)熱系數(shù)，因此在對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶過程中，位于凹槽27上方的籽晶間的縫隙處的溫度就會稍高于其它位置的溫度，從而使籽晶間的縫隙處晶體生長速率小于其它位置處的晶體生長速率，進(jìn)而使晶界25處產(chǎn)生的多晶硅的概率和含量就會降低。所述惰性氣體優(yōu)選為氬氣，一般為常溫的氬氣，當(dāng)然也可選用其它惰性氣體，如氦氣等，本實(shí)施例中對此不做過多限定。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本實(shí)施例中僅以DSS爐為例，對多晶硅生長爐的結(jié)構(gòu)及利用其制備多晶硅錠的方法進(jìn)行說明，如果選用其它類型的多晶硅生長爐，只是相應(yīng)的改變加熱方式、進(jìn)氣口和出氣口的位置等，但是，生長爐類型的變化，并不影響本實(shí)施例的主體思想，即不論采用何種類型的生長爐，只要采用了本實(shí)施例的主體思想，均在本實(shí)施例保護(hù)的范圍之內(nèi)。本發(fā)明另一實(shí)施例公開了采用以上各實(shí)施例的方法制作出的多晶硅錠和采用鑄造出的多晶硅錠制作的太陽能晶片和太陽能電池。其中，所述多晶硅錠中包含晶體學(xué)取向一致的連續(xù)大尺寸的單晶硅區(qū)域，將所述多晶硅錠兩端的雜質(zhì)富集層切除后，對其它主體區(qū)域進(jìn)行切割得到太陽能晶片，利用所述晶片制作太陽能電池，所述太陽能電池包括晶片，所述晶片上具有晶體學(xué)取向一致的連續(xù)大尺寸的單晶硅區(qū)域；所述晶片中的P-N結(jié)；所述晶片上的導(dǎo)電觸點(diǎn)。另外還包括涂鍍在所述晶片上的減反射膜，以降低晶片對光的反射，增強(qiáng)對光的吸收。本實(shí)施例中的多晶硅錠中氧、碳和其它雜質(zhì)的含量都較低，并且晶界密度等缺陷大大降低。由于得到的晶片具有連續(xù)大面積的晶體學(xué)取向一致的單晶硅區(qū)域，因此可以采用化學(xué)方法擇優(yōu)腐蝕金字塔絨面，對晶片表面進(jìn)行織構(gòu)，增加對光的吸收，并且，晶片中較低的晶界密度，可以有效的避免了因材料中的晶界密度過高造成的太陽能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率低的缺陷。綜上所述，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的多晶硅太陽能電池，本實(shí)施例中的太陽能電池具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率。本說明書中各個(gè)部分采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)部分重點(diǎn)說明的都是與其他部分的不同之處，各個(gè)部分之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種多晶硅錠的制造方法，其特征在于，包括在多晶硅錠生長爐內(nèi)的容器底部放置或噴涂高純材料，形成隔離保護(hù)層； 在所述隔離保護(hù)層上鋪設(shè)籽晶，形成籽晶層，所述隔離保護(hù)層將籽晶層與容器底部隔罔；將固態(tài)的硅原料裝載到所述籽晶層的上方；對所述容器進(jìn)行加熱，熔化所述硅原料和部分所述籽晶層，以形成液體層，至少保持與所述隔離保護(hù)層接觸的部分籽晶層為固態(tài)；控制所述多晶硅錠生長爐內(nèi)的熱場，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶，以使固液界面向遠(yuǎn)離所述容器底部的方向移動(dòng)，直至多晶硅錠生長完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述多晶硅錠含有連續(xù)的大尺寸的單晶硅區(qū)域，所述單晶硅區(qū)域的晶體學(xué)取向與位于其下方的所述籽晶的晶體學(xué)取向相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述高純材料為硅片或高純石英。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述熔化所述硅原料和部分所述籽晶層的過程包括對所述容器頂部和/或容器側(cè)壁進(jìn)行加熱，保持容器頂部溫度高于硅的熔點(diǎn)，容器底部溫度低于硅的熔點(diǎn)，形成垂直于容器底部的溫度梯度，使所述容器中的硅原料和部分籽晶從上往下依次熔化，并保持與所述隔離保護(hù)層接觸的部分籽晶層為固態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述對所述容器進(jìn)行加熱過程中，保持所述固液界面與所述容器的底部基本平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶過程包括打開所述容器四周的絕熱體，并通過所述容器四周的水冷系統(tǒng)對所述容器進(jìn)行冷卻，形成垂直于容器底部的溫度梯度，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶，所述容器內(nèi)的溫度沿垂直于容器底部向上的方向逐漸上升。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶過程，所述容器內(nèi)部的溫度沿垂直于容器底部向上的方向上升緩慢。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述籽晶為晶體學(xué)取向?yàn)?100)、(110)或(111)取向的單晶硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，形成所述籽晶層的過程具體為采用晶體學(xué)取向相同且具有規(guī)則的幾何形狀的大塊籽晶拼接鋪貼，以覆蓋所述隔離保護(hù)層上方大部分區(qū)域，所述大塊籽晶間具有縫隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，在所述多晶硅錠生長爐內(nèi)，且位于所述容器下方的底板上具有多道相互交叉的凹槽，所述凹槽與容器內(nèi)部的籽晶與籽晶間的縫隙位于同一豎直面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述熔化所述硅原料和部分所述籽晶層的過程還包括在所述籽晶層熔化過程中，在所述底板上的凹槽處通入惰性氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶過程中，位于所述凹槽上方的籽晶間的縫隙處的溫度高于其它位置處的溫度，籽晶間的縫隙處晶體生長速率小于其它位置處的晶體生長速率。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述大塊籽晶為方形籽晶或矩形籽晶。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述大塊籽晶的最短邊為 100mm-160mm。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，還包括所述大塊籽晶不能完全覆蓋所述隔離保護(hù)層上方時(shí)，采用與所述大塊籽晶的晶體學(xué)取向相同的條形籽晶填充所述大塊籽晶邊緣與所述容器側(cè)壁間的區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述大塊籽晶間的縫隙和/或所述大塊籽晶與條形籽晶間的縫隙的寬度在Omm-IOmm以內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述大塊籽晶和/或條形籽晶與硅原料接觸的一面上具有倒角。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述倒角的深度在 10mm-30mm 以內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述倒角的角度在 70°以內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，所述籽晶層的厚度為 10mm-30mmo
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅錠的制造方法，其特征在于，將固態(tài)的硅原料裝載到所述籽晶層的上方的過程具體為將小顆粒的硅原料和/或硅粉裝載到所述籽晶層的上方，以填充所述籽晶間的縫隙以及所述籽晶層與所述容器側(cè)壁間的縫隙；將大體積的硅原料裝載到所述小顆粒硅原料和/或硅粉的上方。
22.—種采用權(quán)利要求1-21任一項(xiàng)所述的方法制作出的多晶硅錠，其特征在于，所述多晶硅錠包含晶體學(xué)取向一致的連續(xù)大尺寸的單晶硅區(qū)域。
23.—種太陽能電池，其特征在于，包括晶片，所述晶片上具有晶體學(xué)取向一致的連續(xù)大尺寸的單晶硅區(qū)域；所述晶片中的P-N結(jié)；所述晶片上的導(dǎo)電觸點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種多晶硅錠及其制造方法、太陽能電池，該方法包括在多晶硅錠生長爐內(nèi)的容器底部放置或噴涂高純材料，形成隔離保護(hù)層；在隔離保護(hù)層上鋪設(shè)籽晶，形成籽晶層；將固態(tài)的硅原料裝載到籽晶層的上方；對所述容器進(jìn)行加熱，熔化所述硅原料和部分所述籽晶層，以形成液體層，至少保持與隔離保護(hù)層接觸的部分籽晶層為固態(tài)；控制多晶硅錠生長爐內(nèi)的熱場，對所述液體層進(jìn)行結(jié)晶，以使固液界面向遠(yuǎn)離所述容器底部的方向移動(dòng)，直至多晶硅錠生長完成。本發(fā)明鑄造出的多晶硅錠包括大部分單晶硅區(qū)域，且隔離保護(hù)層的存在降低了多晶硅錠中的雜質(zhì)含量，采用該多晶硅錠生產(chǎn)出的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率提高了。
文檔編號H01L31/028GK102268724SQ20111021309
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者劉磊, 張運(yùn)鋒, 熊景峰, 王丙寬, 雷浩 申請人:英利能源(中國)有限公司