【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本公開實(shí)施例涉及單晶制造，特別涉及一種除雜方法、單晶爐。
技術(shù)介紹
1、目前，隨著化石能源的逐漸耗盡，光伏電池作為新的能源替代方案，使用越來越廣泛。光伏電池是將太陽的光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。光伏電池利用光生伏特原理產(chǎn)生載流子，然后使用電極將載流子引出，從而利于將電能有效利用。單晶硅片作為光伏發(fā)電的基礎(chǔ)材料的一種，有著廣泛的市場需求。單晶硅材料的制備工藝以直拉法(czochralski?process/cz)為主，利用直拉法將多晶硅原料提煉成單晶硅。在直拉單晶過程中生成棒狀單晶硅晶體的過程分為裝料、熔料、加料、調(diào)溫、引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等步驟獲得單晶硅棒。
2、然而，在拉晶步驟中，雖然硅料具有極高的純度，但現(xiàn)場環(huán)境涉及熱場和復(fù)雜的料材環(huán)境會(huì)引入雜質(zhì)，這些雜質(zhì)元素會(huì)以離子態(tài)和復(fù)合體態(tài)的方式存在于硅液中，導(dǎo)致在拉晶的過程中，這些雜質(zhì)元素會(huì)經(jīng)由固液界面進(jìn)入到拉制的晶體內(nèi)，降低拉制的晶體的品質(zhì)，而隨著晶體被加工制成硅片，這些雜質(zhì)元素最終會(huì)在硅片中形成各種缺陷，極大地降低電池效率和使用壽命。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開實(shí)施例提供一種除雜方法、單晶爐，至少有利于提純硅料和提升拉制的晶體的品質(zhì)。
2、根據(jù)本公開一些實(shí)施例，本公開實(shí)施例一方面提供一種除雜方法，包括：提供單晶爐，所述單晶爐包括提拉頭、一端設(shè)置有籽晶的提拉繩、坩堝以及位于坩堝下方且與所述坩堝絕緣的堝幫，且所述提拉頭和所述提拉繩之間絕緣；檢測(cè)所述籽晶在所述單晶爐中的實(shí)時(shí)位置，若所述實(shí)時(shí)位置為預(yù)設(shè)位置，控制所述單
3、在一些實(shí)施例中，所述單晶爐還包括導(dǎo)流筒，沿所述單晶爐的高度方向上，所述預(yù)設(shè)位置為所述籽晶與所述導(dǎo)流筒的底面之間的距離為50mm～800mm中的任一值。
4、在一些實(shí)施例中，所述第一除雜階段還包括：向所述單晶爐內(nèi)通入氫氣，所述硅料中呈正電性的所述雜質(zhì)在所述氫氣的誘導(dǎo)下匯集成離子團(tuán)，并吸附于所述坩堝內(nèi)壁。
5、在一些實(shí)施例中，所述拉晶階段中所述硅料為熔融液態(tài)，控制所述硅料的液面中心溫度為1400℃～1450℃。
6、在一些實(shí)施例中，隨著所述單晶爐中拉晶過程的持續(xù)進(jìn)行，所述第一除雜階段中的所述拉晶階段至少依次包括：第一等徑階段、第二等徑階段和第三等徑階段，所述第一等徑階段、所述第二等徑階段和所述第三等徑階段三者中的所述第一電壓和所述第二電壓中的至少一者的電壓值發(fā)生變化；其中，所述第一等徑階段中所述第一電壓和所述第二電壓的電壓值的差為第一壓差，所述第二等徑階段中所述第一電壓和所述第二電壓的電壓值的差為第二壓差，所述第三等徑階段中所述第一電壓和所述第二電壓的電壓值的差為第三壓差，所述第一壓差小于所述第二壓差，且所述第二壓差小于所述第三壓差。
7、在一些實(shí)施例中，所述第一壓差為5v～10v，所述第二壓差為10v～20v，所述第三壓差為20v～30v。
8、在一些實(shí)施例中，所述第一等徑階段為拉制的晶體的等徑長度從第一預(yù)設(shè)值增長至第二預(yù)設(shè)值的階段；所述第二等徑階段為拉制的晶體的等徑長度從所述第二預(yù)設(shè)值至第三預(yù)設(shè)值的階段；所述第三等徑階段為拉制的晶體的等徑長度從所述第三預(yù)設(shè)值增長至第四預(yù)設(shè)值的階段；其中，所述第一預(yù)設(shè)值與所述第二預(yù)設(shè)值的差值小于所述第三預(yù)設(shè)值與所述第二預(yù)設(shè)值的差值，且所述第三預(yù)設(shè)值與所述第二預(yù)設(shè)值的差值小于所述第四預(yù)設(shè)值與所述第三預(yù)設(shè)值的差值。
9、在一些實(shí)施例中，所述第一除雜階段中所述第一電壓和所述第二電壓的電壓值的差為第四壓差；所述第二除雜階段中所述第三電壓和所述第四電壓的電壓值的差為第五壓差；所述第五壓差大于所述第四壓差。
10、在一些實(shí)施例中，所述第四壓差為5v～30v，所述第五壓差為40v～60v。
11、根據(jù)本公開一些實(shí)施例，本公開實(shí)施例另一方面還提供一種單晶爐，包括：提拉頭、一端設(shè)置有籽晶的提拉繩、坩堝以及位于坩堝下方且與所述坩堝絕緣的堝幫，且所述提拉頭和所述提拉繩之間絕緣；監(jiān)測(cè)設(shè)備，被配置為，監(jiān)測(cè)所述籽晶在所述單晶爐中的實(shí)時(shí)位置，以及監(jiān)測(cè)拉晶階段和收尾階段；除雜設(shè)備，被配置為，使得所述單晶爐制備單晶的過程中具有第一除雜階段和第二除雜階段；其中，所述除雜設(shè)備在所述第一除雜階段中控制所述籽晶帶有第一電壓且所述堝幫帶有第二電壓，所述第一電壓大于所述第二電壓，借助所述籽晶使得所述坩堝內(nèi)的硅料通電，使所述硅料、所述坩堝和所述堝幫構(gòu)成電容以形成第一電場，并促使所述拉晶階段中所述坩堝內(nèi)壁吸附所述硅料中呈正電性的雜質(zhì)；所述除雜設(shè)備在所述第二除雜階段中控制所述籽晶帶有第三電壓且所述堝幫帶有第四電壓，所述第三電壓小于所述第四電壓，借助所述籽晶使得所述坩堝內(nèi)的硅料通電，使所述硅料、所述坩堝和所述堝幫構(gòu)成電容以形成第二電場，促使吸附于所述坩堝內(nèi)壁的所述雜質(zhì)富集在拉制的晶體的尾部。
12、本公開實(shí)施例提供的技術(shù)方案至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：
13、首先，在現(xiàn)有的單晶爐的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制備晶體的過程至少包括連續(xù)的第一除雜階段和第二除雜階段，第一除雜階段中先控制籽晶帶有第一電壓且堝幫帶有第二電壓以在坩堝處形成第一電場，促使硅料中的雜質(zhì)在第一電場的作用下逐步靠近坩堝內(nèi)壁，從而可以降低拉晶階段中熔融的硅料的液面處的雜質(zhì)濃度，以進(jìn)一步降低拉制的晶體中的雜質(zhì)含量，從而有利于提高拉制的晶體的品質(zhì)。然后，第二除雜階段中控制籽晶帶有第三電壓且堝幫帶有第四電壓以在坩堝處形成第二電場，促使硅料中的雜質(zhì)在第二電場的作用下從坩堝內(nèi)壁的遷移至拉制的晶體的尾部，從而有利于提高剩余硅料的純度，為下次拉晶做準(zhǔn)備。
14、其次，在檢測(cè)到籽晶在單晶爐中的實(shí)時(shí)位置為預(yù)設(shè)位置時(shí)，就控制單晶爐處于第一除雜階段，此時(shí)籽晶在下降中，還未開始拉制晶體，提前控制籽晶帶有第一電壓且堝幫帶有第二電壓，使得硅料中的雜質(zhì)提前向坩堝內(nèi)壁靠近，以保證拉晶階段開始時(shí)，熔融的硅料的液面處的雜質(zhì)濃度已經(jīng)降低至于預(yù)期要求，從而進(jìn)一步保證拉制的晶體的頭部的品質(zhì)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種除雜方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除雜方法，其特征在于，所述單晶爐還包括導(dǎo)流筒，沿所述單晶爐的高度方向上，所述預(yù)設(shè)位置為所述籽晶與所述導(dǎo)流筒的底面之間的距離為50mm～800mm中的任一值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除雜方法，其特征在于，所述第一除雜階段還包括：向所述單晶爐內(nèi)通入氫氣，所述硅料中呈正電性的所述雜質(zhì)在所述氫氣的誘導(dǎo)下匯集成離子團(tuán)，并吸附于所述坩堝內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除雜方法，其特征在于，所述拉晶階段中所述硅料為熔融液態(tài)，控制所述硅料的液面中心溫度為1400℃～1450℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的除雜方法，其特征在于，隨著所述單晶爐中拉晶過程的持續(xù)進(jìn)行，所述第一除雜階段中的所述拉晶階段至少依次包括：第一等徑階段、第二等徑階段和第三等徑階段，所述第一等徑階段、所述第二等徑階段和所述第三等徑階段三者中的所述第一電壓和所述第二電壓中的至少一者的電壓值發(fā)生變化；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的除雜方法，其特征在于，所述第一壓差為5V～10V，所述第二壓差為10V～20V
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的除雜方法，其特征在于，所述第一等徑階段為拉制的晶體的等徑長度從第一預(yù)設(shè)值增長至第二預(yù)設(shè)值的階段；所述第二等徑階段為拉制的晶體的等徑長度從所述第二預(yù)設(shè)值至第三預(yù)設(shè)值的階段；所述第三等徑階段為拉制的晶體的等徑長度從所述第三預(yù)設(shè)值增長至第四預(yù)設(shè)值的階段；其中，所述第一預(yù)設(shè)值與所述第二預(yù)設(shè)值的差值小于所述第三預(yù)設(shè)值與所述第二預(yù)設(shè)值的差值，且所述第三預(yù)設(shè)值與所述第二預(yù)設(shè)值的差值小于所述第四預(yù)設(shè)值與所述第三預(yù)設(shè)值的差值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的除雜方法，其特征在于，所述第一除雜階段中所述第一電壓和所述第二電壓的電壓值的差為第四壓差；所述第二除雜階段中所述第三電壓和所述第四電壓的電壓值的差為第五壓差；所述第五壓差大于所述第四壓差。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的除雜方法，其特征在于，所述第四壓差為5V～30V，所述第五壓差為40V～60V。
10.一種單晶爐，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種除雜方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除雜方法，其特征在于，所述單晶爐還包括導(dǎo)流筒，沿所述單晶爐的高度方向上，所述預(yù)設(shè)位置為所述籽晶與所述導(dǎo)流筒的底面之間的距離為50mm～800mm中的任一值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除雜方法，其特征在于，所述第一除雜階段還包括：向所述單晶爐內(nèi)通入氫氣，所述硅料中呈正電性的所述雜質(zhì)在所述氫氣的誘導(dǎo)下匯集成離子團(tuán)，并吸附于所述坩堝內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除雜方法，其特征在于，所述拉晶階段中所述硅料為熔融液態(tài)，控制所述硅料的液面中心溫度為1400℃～1450℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的除雜方法，其特征在于，隨著所述單晶爐中拉晶過程的持續(xù)進(jìn)行，所述第一除雜階段中的所述拉晶階段至少依次包括：第一等徑階段、第二等徑階段和第三等徑階段，所述第一等徑階段、所述第二等徑階段和所述第三等徑階段三者中的所述第一電壓和所述第二電壓中的至少一者的電壓值發(fā)生變化；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的除雜方法，其特征在于，所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：向鵬，歐子楊，張旭，李旭帆，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：晶科能源股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。