專利名稱：一種降低鑄造多晶硅碳含量的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于晶體生長裝置技術領域，具體涉及一種降低鑄造多晶硅碳含量的裝置，用于改變ALD多晶爐內(nèi)氣流場，控制硅錠中雜質(zhì)碳含量。
背景技術：
近年來，由于鑄造多晶硅較直拉單晶硅具有低成本、低能耗等優(yōu)勢，逐漸成為主要的光伏材料，其市場份額也日益增大。但與直拉單晶硅相比，鑄造多晶硅含有較高的雜質(zhì)含量，其中碳是主要的雜質(zhì)之一。對于太陽能電池用鑄造多晶硅，其原料較復雜，通常含有較高的碳含量；其次在多晶鑄造過程中，石墨器件的加熱蒸發(fā)會引人不同程度的碳雜質(zhì)。高溫時，石英坩堝與石墨接觸反應生成SiO和C0，其中CO氣體不易揮發(fā)，大多進入硅熔體中與熔硅反應生成單質(zhì)C和SiO， 而SiO大部分從熔體表面揮發(fā)，C則留在熔體中，最終導致多晶硅中有較高的碳含量。多晶硅中較高濃度的碳含量可以與氧作用，也可以與自間隙硅和空位結合成復合體，當碳的濃度超過固溶度時，還會有碳沉淀生成，這些缺陷可以使P-N結產(chǎn)生軟擊穿，增加漏電流，從而嚴重影響太陽能電池的使用性能?，F(xiàn)有熱場吹氣方式為一側上方進氣、對面一側底部排氣，如圖1所示，由于爐膛內(nèi)部上方空間較大，氣流沒有流經(jīng)液面便排出，不利于帶走硅溶液中揮發(fā)出來的CO和C02，過多的CO和C02又重新溶到硅液中去致使硅溶體中的碳含量非常高。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了降低鑄造多晶硅碳含量的裝置，用于改變ALD多晶爐內(nèi)氣流場，控制硅錠中雜質(zhì)碳含量。本實用新型的具體技術路線是一種降低鑄造多晶硅含量的裝置，其特征在于所述裝置包括設置于坩堝上方的架空機構。所述架空機構由坩堝外側的護板和坩堝上部的蓋板組成，所述蓋板的中部設有進氣孔，進氣孔周圍開有若干出氣孔。所述護板上部鏤空。所述蓋板的材質(zhì)為碳碳復合材料。所述出氣孔圍繞進氣孔對稱分散設置。為降低鑄造多晶硅中的碳含量，本實用新型采用頂部吹氬氣的方式，同時提供了一種碳_碳復合蓋板位于坩堝的正上方。所述的碳_碳復合蓋板尺寸和坩堝大小相匹配， 中心及距中心一定位置開具不同尺寸的圓孔。安裝本實用新型后，通過調(diào)節(jié)爐內(nèi)壓力及頂部氬氣流量，可以促進雜質(zhì)的揮發(fā)和排除，有效控制硅錠中的碳含量，使硅片質(zhì)量大大提高從而提高產(chǎn)品的競爭力，本實用新型同時還具有良好的可控性及操作方便等特點。
圖1為現(xiàn)有技術熱場結構示意圖圖2為本實用新型結構示意圖圖3為本實用新型蓋板結構示意圖圖4為本實用新型石墨護板結構示意圖。其中，蓋板1，護板2，坩堝3，硅液4，進氣管5，進氣孔11，出氣孔12，支撐20，鏤空 21。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的描述。如圖2、圖3和圖4所示，本實用新型由蓋板1和護板2組成架空機構，氬氣由進氣管5經(jīng)進氣孔11吹入，從出氣孔12及鏤空21流出。在坩堝的石墨護板2上加工三個支撐20，支撐20高于坩堝3頂部一定距離，具體高度視裝料量而定。將碳-碳復合蓋板1固定在石墨護板2的支撐20上，裝料時避免硅料接觸碳-碳復合蓋板1。所述的碳-碳復合蓋板1為邊長一定的正方形，具體尺寸與坩堝3相匹配，碳-碳復合蓋板1中心開一個大圓孔作為進氣孔11，在以圓心為中心的正方形的四角和四邊中心位置開小孔作為出氣孔12，開孔的位置和大小與氬氣流量有關。從ALD多晶爐頂部高溫計位置吹入氬氣，吹氣孔對準碳_碳復合蓋板1的中心圓孔。通過調(diào)整爐內(nèi)壓力和氬氣流量便可控制鑄錠多晶硅中的碳含量。實施例一對于ALD公司S⑶400多晶鑄錠爐，所述的正方形碳-碳復合蓋板邊長為900-1000_，中心開Φ100-300_的圓孔，在以圓心為中心邊長分別為300_500mm和 500-700mm的正方形的四角和四邊中心位置開具Φ10-30πιπι的小孔。用于固定碳-碳復合蓋板的石墨護板支撐高90-150mm，利用ALD多晶爐頂部高溫計位置吹入氬氣。本實用新型的技術路線的特點之一是在坩堝上形成一個架空機構，凡是利用這一思路所作的變形均應認為落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種降低鑄造多晶硅含量的裝置，其特征在于所述裝置包括設置于坩堝上方的架空機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述架空機構由坩堝外側的護板和坩堝上部的蓋板組成，所述蓋板的中部設有進氣孔，進氣孔周圍開有若干出氣孔。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于所述護板上部鏤空。
4.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于所述蓋板的材質(zhì)為碳碳復合材料。
5.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于所述出氣孔圍繞進氣孔對稱分散設置。
專利摘要本實用新型屬于晶體生長裝置技術領域，具體涉及一種降低鑄造多晶硅碳含量的裝置，用于改變ALD多晶爐內(nèi)氣流場，控制硅錠中雜質(zhì)碳含量。其特征在于所述裝置包括設置于坩堝上方的架空機構。安裝本實用新型后，通過調(diào)節(jié)爐內(nèi)壓力及頂部氬氣流量，可以促進雜質(zhì)的揮發(fā)和排除，有效控制硅錠中的碳含量，使硅片質(zhì)量大大提高從而提高產(chǎn)品的競爭力，本實用新型同時還具有良好的可控性及操作方便等特點。
文檔編號C30B11/00GK201971920SQ20102062656
公開日2011年9月14日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權日2010年11月26日
發(fā)明者劉文濤, 彭春球, 鄭志東, 陳俊波 申請人:浙江昱輝陽光能源有限公司