本發(fā)明涉及一種類單晶籽晶的加工方法。

背景技術(shù)：

目前光伏行業(yè)，單晶的轉(zhuǎn)換效率高于多晶，但同等條件下，高效多晶的投資回報(bào)率力壓?jiǎn)尉Аｎ悊尉Мa(chǎn)品具有轉(zhuǎn)換效率高于多晶，生產(chǎn)成本低于多晶的優(yōu)勢(shì)。

類單晶籽晶的加工現(xiàn)有籽晶鋪設(shè)方法有兩種：一種是專利公布號(hào)為：cn103320853a的晶向預(yù)定夾角設(shè)置，此種做法鑄造準(zhǔn)單晶時(shí)，多晶硅液較容易滲透于坩堝底部，如果籽晶切割不平整，晶體生長(zhǎng)時(shí)多晶容易從籽晶拼接縫生長(zhǎng)，造成位錯(cuò)增殖，籽晶層不易控制。由于籽晶層有一定夾角（1o到24o的夾角）硅料裝載過(guò)重，籽晶形成的夾角對(duì)坩堝底部涂層有一定損壞，嚴(yán)重情況會(huì)導(dǎo)致硅液溢流。另一種是公布號(hào)為：cn104911691a的籽晶正反或旋轉(zhuǎn)放置，此種方法是對(duì)籽晶100面進(jìn)行正反或旋轉(zhuǎn)放置，不會(huì)改變籽晶層100面的本性，頭部位錯(cuò)增殖仍然會(huì)嚴(yán)重，由于采用同一晶向引晶，相同晶向間位錯(cuò)形成疊加，當(dāng)晶體生長(zhǎng)到一定高度后，位錯(cuò)增殖會(huì)非常嚴(yán)重，通過(guò)工藝調(diào)整不能消除其頭部位錯(cuò)增殖的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明其目的就在于提供一種類單晶籽晶的加工方法，實(shí)現(xiàn)了多晶鑄錠爐生產(chǎn)類單晶錠的同時(shí)，還可以有效改善傳統(tǒng)籽晶鋪設(shè)方法中晶體生長(zhǎng)到一定高度即使通過(guò)工藝調(diào)整也不能消除其頭部位錯(cuò)增殖的問(wèn)題，從而能有效改善生產(chǎn)精度，提升效率及品質(zhì)。

實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，一種類單晶籽晶的加工方法，包括以下步驟：

（1）拉制單晶晶棒，用單晶開(kāi)方機(jī)對(duì)其去除頭部、尾部、側(cè)部區(qū)域，使單晶晶棒形成單晶方棒；

（2）將單晶方棒的部分籽晶水平切割成100面籽晶，部分籽晶切割成110面籽晶，并分別加以標(biāo)識(shí)，100面與110面是兩種不同晶向的單晶籽晶；

（3）用斜角機(jī)分別對(duì)兩種籽晶邊部進(jìn)行斜切，斜切后的單晶籽晶為兩種梯形結(jié)構(gòu)，分為i類籽晶、ii類籽晶；

（4）坩堝內(nèi)鋪設(shè)i類籽晶、ii類籽晶，使斜切后的兩種籽晶可以互相貼合成一較為平整的平面，從而對(duì)坩堝底部沒(méi)有沖擊；

（5）坩堝內(nèi)的籽晶上面正常鋪設(shè)硅料開(kāi)始鑄錠，鑄錠過(guò)程中通過(guò)半熔工藝保籽晶，使得工藝過(guò)程中硅液從上往下熔化時(shí)，可以有效抑制底部氮化硅粉或偶然產(chǎn)生的多晶引晶，從而達(dá)到減少晶錠整體位錯(cuò)增殖的目的，對(duì)底部籽晶形成保護(hù)，最終鑄錠成類單晶錠。

所述單晶晶棒尺寸大于或等于8寸，形成的單晶方棒140*140*20mm。

所述斜切角度為30-60°，所得i類籽晶尺寸大于或等于120*80*20mm，ii類籽晶尺寸大于或等于120*120*20mm。

所述坩堝內(nèi)鋪設(shè)i類籽晶、ii類籽晶為將i類籽晶共7塊鋪設(shè)于坩堝一側(cè)，ii類籽晶共42塊鋪設(shè)于坩堝另一側(cè)，兩種籽晶形成7*7陣列共49塊互成30o-60o夾角貼合于坩堝底部中央位置做為類單晶晶錠引晶源，鋪設(shè)完成的籽晶與坩堝側(cè)壁之間留有1mm-15mm的間隙。

所述半熔工藝保籽晶的平均長(zhǎng)晶速度控制在0.8-1.2cm/h。

有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，解決了現(xiàn)有籽晶鋪設(shè)方法中當(dāng)晶體生長(zhǎng)到一定高度后，位錯(cuò)增殖會(huì)非常嚴(yán)重，通過(guò)工藝調(diào)整不能消除其頭部位錯(cuò)增殖的問(wèn)題，提高了生產(chǎn)的產(chǎn)率、質(zhì)量、精度，降低能耗、節(jié)省成本，且具有加工、操作、控制簡(jiǎn)便、環(huán)境污染小的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

圖1為本發(fā)明中i類籽晶結(jié)構(gòu)示圖；

圖2為本發(fā)明中ii類籽晶結(jié)構(gòu)示圖；

圖3為本發(fā)明中45o單晶籽晶貼合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中單晶籽晶在坩堝內(nèi)的貼合結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種類單晶籽晶的加工方法，如圖1-3所示，包括以下步驟：

（1）拉制單晶晶棒，用單晶開(kāi)方機(jī)對(duì)其去除頭部、尾部、側(cè)部區(qū)域，使單晶晶棒形成單晶方棒；

（2）將單晶方棒的部分籽晶水平切割成100面籽晶，部分籽晶切割成110面籽晶，并分別加以標(biāo)識(shí)，100面與110面是兩種不同晶向的單晶籽晶；

（3）用斜角機(jī)分別對(duì)兩種籽晶邊部進(jìn)行斜切，斜切后的單晶籽晶為兩種梯形結(jié)構(gòu)，分為i類籽晶1、ii類籽晶2；

（4）坩堝3內(nèi)鋪設(shè)i類籽晶1、ii類籽晶2，使斜切后的兩種籽晶可以互相貼合成一較為平整的平面，從而對(duì)坩堝3底部沒(méi)有沖擊；

（5）坩堝內(nèi)的籽晶上面正常鋪設(shè)硅料開(kāi)始鑄錠，鑄錠過(guò)程中通過(guò)半熔工藝保籽晶，使得工藝過(guò)程中硅液從上往下熔化時(shí)，可以有效抑制底部氮化硅粉或偶然產(chǎn)生的多晶引晶，從而達(dá)到減少晶錠整體位錯(cuò)增殖的目的，對(duì)底部籽晶形成保護(hù)，最終鑄錠成類單晶錠。

所述單晶晶棒尺寸大于或等于8寸，形成的單晶方棒140*140*20mm。

所述斜切角度為30-60°，所得i類籽晶尺寸大于或等于120*80*20mm，ii類籽晶尺寸大于或等于120*120*20mm。

所述坩堝3內(nèi)鋪設(shè)i類籽晶1、ii類籽晶2為將i類籽晶1共7塊鋪設(shè)于坩堝3一側(cè)，ii類籽晶2共42塊鋪設(shè)于坩堝3另一側(cè)，兩種籽晶形成7*7陣列共49塊互成30o-60o夾角貼合于坩堝3底部中央位置做為類單晶晶錠引晶源，鋪設(shè)完成的籽晶與坩堝3側(cè)壁之間留有1mm-15mm的間隙。

所述半熔工藝保籽晶的平均長(zhǎng)晶速度控制在0.8-1.2cm/h。

本發(fā)明實(shí)施例為：

（1）拉制8寸單晶晶棒，用單晶開(kāi)方機(jī)對(duì)8寸單晶晶棒去除頭部，尾部，側(cè)部硅料，使8寸單晶晶棒形成單晶方棒，形成尺寸為140*140*20mm的單晶籽晶；

（2）形成方棒后，部分籽晶水平切割成100面籽晶，部分籽晶切割成110面籽晶，兩種晶向的籽晶分別放置并加以標(biāo)識(shí)，100面與110面是兩種不同晶向的單晶籽晶，兩種籽晶的貼合有利于減少位錯(cuò)增殖；

（3）用45o斜角機(jī)分別對(duì)加工而成的兩種晶向籽晶邊部進(jìn)行45o斜切，斜切后的單晶籽晶為兩種梯形結(jié)構(gòu)，一種是120*80*20mm的i類籽晶，另一種是120*120*20mm的ii類籽晶，如附圖1、附圖2所示。

（4）坩堝里鋪設(shè)籽晶，使斜切后的兩種籽晶可以互相貼合成一平面，形成一個(gè)平面的兩種籽晶較為平整，對(duì)坩堝底部沒(méi)有沖擊，將i類籽晶共7塊鋪設(shè)于坩堝一側(cè)，ii類晶共42塊鋪設(shè)于坩堝另一側(cè)，兩種籽晶形成7*7陣列共49塊互成45o夾角貼合于坩堝底部中央位置做為類單晶晶錠引晶源，鋪設(shè)完成的籽晶與坩堝側(cè)壁之間留有1mm-15mm的間隙，具體兩種籽晶貼合及鋪設(shè)于坩堝內(nèi)的方法，如附圖3、4所示。

（5）坩堝里的籽晶上面正常鋪設(shè)硅料開(kāi)始鑄錠，鑄錠過(guò)程中通過(guò)半熔工藝保籽晶，平均長(zhǎng)晶速度控制在0.8-1.2cm/h，使得工藝過(guò)程中硅液從上往下熔化時(shí)，可以有效抑制底部氮化硅粉或偶然產(chǎn)生的多晶引晶，從而達(dá)到減少晶錠整體位錯(cuò)增殖的目的，對(duì)底部籽晶形成保護(hù)，最終鑄錠成類單晶錠。

本發(fā)明實(shí)施例中所拉單晶必須是8寸單晶棒，否則不能生產(chǎn)出140*140mm的單晶方棒材料；正常切割的單晶籽晶料沒(méi)有問(wèn)題，但橫向切割的單晶籽晶料需要其長(zhǎng)、寬、高都保持在140mm，才可以實(shí)現(xiàn)橫向切片，做成110面單晶籽晶料；采用半熔工藝保籽晶，必須籽晶面積得到保證，否則容易產(chǎn)生多晶引晶，長(zhǎng)晶階段必須采用較為合適的速率長(zhǎng)晶，一般平均長(zhǎng)晶速度控制在0.8－1.2cm/h，對(duì)過(guò)快的長(zhǎng)晶速率需要加以控制；45o斜角機(jī)切割單晶籽晶料時(shí)，必須對(duì)準(zhǔn)端面切割，容易切偏，偏差需要控制在2mm以內(nèi)，否則籽晶層寬度達(dá)不到840mm，且籽晶貼合會(huì)存在過(guò)松的問(wèn)題。