專(zhuān)利名稱(chēng)：降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能單晶硅制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法。
背景技術(shù)：
直拉單晶硅含氧量較高，通常是1\1017 2父101801^。這是因?yàn)樵贑Z法生長(zhǎng)中，氧元素會(huì)從石英(SiO2)坩鍋熔解進(jìn)入硅熔體，熔解的氧經(jīng)過(guò)對(duì)流和擴(kuò)散傳輸?shù)骄w-熔體界面或自由表面。熔體中多數(shù)氧在熔體自由表面蒸發(fā)，而余下的氧通過(guò)晶體-熔體界面的分凝而摻入晶體內(nèi)，所以氧雜質(zhì)的摻入是不可避免的。而氧含量偏高會(huì)出現(xiàn)晶棒氧施主效應(yīng)(即間隙氧)以及會(huì)形成復(fù)合中心，影響電池片少子壽命，從而導(dǎo)致電池片轉(zhuǎn)換率下降。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，它具有能夠有效降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片的氧含量的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其應(yīng)用于通過(guò)坩堝進(jìn)行的直拉單晶硅的工藝流程中，在該流程中，單晶硅在旋轉(zhuǎn)的坩堝中進(jìn)行加熱拉晶，且單晶硅在坩堝中主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述坩堝旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速N為6r/min ^ N ^ 10r/mino所述i甘禍旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速N為N = 8r/min。所述單晶硅的旋轉(zhuǎn)方向與坩堝的旋轉(zhuǎn)方向相反。所述單晶娃的轉(zhuǎn)速η為10r/min ^ n ^ 14r/min。所述單晶娃的轉(zhuǎn)速η為η = 12r/min。所述坩堝的內(nèi)壁溫度t為1410°C彡t ( 1420°C。所述坩堝的內(nèi)壁溫度t為t = 1414°C。本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片的氧含量。本發(fā)明的降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法在3個(gè)方面降低了單晶硅片的氧含量。在CZ法生長(zhǎng)中，氧不可避免地?fù)饺雴尉Ч杵?，其途徑是氧從石?Si02)坩堝溶解進(jìn)入硅熔體，溶解的氧經(jīng)由熔體的對(duì)流和擴(kuò)散傳輸?shù)骄w-熔體界面或自由表面。其中，熔體中的大多數(shù)氧在熔體自由表面蒸發(fā)，而余下的氧通過(guò)晶體-熔體界面的分凝而摻入晶體內(nèi)。由于氧在熔體中的擴(kuò)散系數(shù)相當(dāng)小，所以通過(guò)熔體對(duì)流來(lái)傳輸氧是主要的。具體的，CZ硅中熔體流主要有三部份組成1、從冷晶體邊緣到熱坩堝壁，由表面張力降低所驅(qū)動(dòng)的沿著自由表面的熱表面張力對(duì)流。2、熔體表面與熔體底部存在溫度梯度，因熔體密度差引起的浮力導(dǎo)致沿垂直方向的自然對(duì)流。3、由晶轉(zhuǎn)和堝轉(zhuǎn)引起的強(qiáng)迫對(duì)流——離心抽運(yùn)流。這樣，本發(fā)明通過(guò)以下方式可以降低單晶硅片中氧的含量1、降低堝轉(zhuǎn)。在低速堝轉(zhuǎn)下，熔體徑向溫度梯度減小，石英堝壁的溫度降低，產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)減速進(jìn)行，故熔體中及晶體中的氧含量必然降低。另一方面，熱對(duì)流變得較弱，它避免抵消晶轉(zhuǎn)引起的強(qiáng)制對(duì)流的影響，從而使晶體的徑向均勻性較好。即降低堝轉(zhuǎn)有利于減少熔體中及晶體中的氧含量以及增強(qiáng)晶體的徑向均勻性。2、提高晶轉(zhuǎn)。增加強(qiáng)迫對(duì)流，減少與坩堝邊緣層的反應(yīng)。3、降低坩堝功耗。功耗低的爐臺(tái)，會(huì)減少溶液和氣體氧邊緣層厚度，從而減少氧的進(jìn)入。
具體實(shí)施例方式以下所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不因此而限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I :降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其應(yīng)用于通過(guò)坩堝進(jìn)行的直拉單晶硅的工藝流程中，在該流程中，單晶硅在旋轉(zhuǎn)的坩堝中進(jìn)行加熱拉晶，且單晶硅在坩堝中主動(dòng)旋轉(zhuǎn)。其中坩堝采取22寸坩堝，外界溫度為室溫，將單晶硅料裝入22寸坩堝內(nèi)，在晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)采取沖氬氣和抽真空保持標(biāo)準(zhǔn)壓力下，進(jìn)行高溫熔化——穩(wěn)定——引晶——
放肩-轉(zhuǎn)肩-等徑等工藝流程。同時(shí)，i甘禍旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速N為N = 6r/min。單晶娃的旋
轉(zhuǎn)方向，即晶轉(zhuǎn)，與坩堝的旋轉(zhuǎn)方向相反，且單晶硅的轉(zhuǎn)速n為n = 10r/min。坩堝的內(nèi)壁溫度t為t彡1410°C。這樣，得到成品單晶硅片I。實(shí)施例2 :與實(shí)施例I的區(qū)別在于坩堝旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速N為N = 8r/min。單晶硅的轉(zhuǎn)速n為n = 12r/min。i甘禍的內(nèi)壁溫度t為t彡1414°C。這樣，得到成品單晶娃片2。實(shí)施例3 :與實(shí)施例I的區(qū)別在于坩堝旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速N為N = 10r/min。單晶硅的轉(zhuǎn)速n為n = 14r/min。i甘禍的內(nèi)壁溫度t為t彡1420°C。這樣，得到成品單晶娃片3。效果例與實(shí)施例I的區(qū)別在于坩堝旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速N為N = 10r/min。單晶硅的轉(zhuǎn)速n為n = 10r/min。i甘禍的內(nèi)壁溫度t為t < 1420°C。這樣,得到對(duì)比單晶娃片。測(cè)試以上形成的單晶硅片的氧含量，所依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T1557-2006。實(shí)驗(yàn)的方法為結(jié)果見(jiàn)表I :表I:
權(quán)利要求
1.降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其應(yīng)用于通過(guò)坩堝進(jìn)行的直拉單晶硅的工藝流程中，在該流程中，單晶硅在旋轉(zhuǎn)的坩堝中進(jìn)行加熱拉晶，且單晶硅在坩堝中主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其特征在于所述坩堝旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速N為6r/min彡N彡10r/min。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其特征在于所述坩堝旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速N為N = 8r/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其特征在于所述單晶硅的旋轉(zhuǎn)方向與坩堝的旋轉(zhuǎn)方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其特征在于所述單晶娃的轉(zhuǎn)速n為10r/min ^ n ^ 14r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其特征在于所述單晶娃的轉(zhuǎn)速n為n = 12r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其特征在于所述坩堝的內(nèi)壁溫度t為1410°C彡t ( 1420°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其特征在于所述坩堝的內(nèi)壁溫度t為t = 1414°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片氧含量的方法，其應(yīng)用于通過(guò)坩堝進(jìn)行的直拉單晶硅的工藝流程中，在該流程中，單晶硅在旋轉(zhuǎn)的坩堝中進(jìn)行加熱拉晶，且單晶硅在坩堝中主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述坩堝旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速N為6r/min≤N≤10r/min。優(yōu)化后，單晶硅的旋轉(zhuǎn)方向與坩堝的旋轉(zhuǎn)方向相反；單晶硅的轉(zhuǎn)速n為10r/min≤n≤14r/min；坩堝的內(nèi)壁溫度t為1410℃≤t≤1420℃。本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效降低太陽(yáng)能8寸單晶硅片的氧含量。
文檔編號(hào)C30B15/00GK102628178SQ201210142939
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者唐旭輝, 高彬彬 申請(qǐng)人:江蘇聚能硅業(yè)有限公司