【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及提拉單晶硅，特別是涉及一種提拉單晶硅方法、單晶硅棒、單晶硅片和太陽能電池。
技術(shù)介紹
1、提拉單晶硅是制備光伏電池的常規(guī)步驟，拉制的單晶硅棒的質(zhì)量與光伏電池的電池轉(zhuǎn)換效率相關(guān)聯(lián)。主流的量產(chǎn)n型電池轉(zhuǎn)換效率一般在25％至27％之間。
2、然而，由于在提拉法(czochralski?process)生長單晶硅的過程中，由于分凝現(xiàn)象的存在，雜質(zhì)在晶體生長的不同階段會(huì)有不同的分布，單晶硅棒尾部雜質(zhì)聚集，導(dǎo)致少子壽命偏低，從而導(dǎo)致現(xiàn)有的電池轉(zhuǎn)換效率與理論最高電池轉(zhuǎn)換效率仍具有較大差距。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種能夠提高單晶硅棒的電池轉(zhuǎn)換效率的提拉單晶硅方法、單晶硅棒、單晶硅片和太陽能電池。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N提拉單晶硅方法，所述方法包括：
3、建立表征同爐單晶硅棒樣品的頭部電阻率、尾部電阻率、頭部少子壽命、尾部少子壽命、等徑長度、留堝率之間的對應(yīng)關(guān)系的第一模型；
4、建立表征單晶硅片的平均電阻率、平均少子壽命與電池轉(zhuǎn)換效率之間的對應(yīng)關(guān)系的第二模型；所述單晶硅片由所述單晶硅棒樣品制備；所述平均電阻率與所述頭部電阻率、所述尾部電阻率和所述等徑長度對應(yīng)；所述平均少子壽命與所述頭部少子壽命、所述尾部少子壽命和所述等徑長度對應(yīng)；
5、根據(jù)所述第一模型和所述第二模型確定所述電池轉(zhuǎn)換效率為目標(biāo)效率時(shí)的參數(shù)；所述參數(shù)包括待制的單晶硅棒的頭部電阻率和留堝率中的至少一個(gè)；
6、根據(jù)所述參
7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述建立表征同爐單晶硅棒樣品的頭部電阻率、尾部電阻率、頭部少子壽命、尾部少子壽命、等徑長度、留堝率之間的對應(yīng)關(guān)系的第一模型，包括：
8、建立表征同爐各棒次的所述單晶硅棒樣品中各位置的少子壽命與等徑長度對應(yīng)關(guān)系的第三模型；
9、建立表征所述單晶硅棒樣品的尾部電阻率與所述留堝率和所述等徑長度對應(yīng)關(guān)系的第四模型；
10、建立表征單晶硅棒樣品的頭部電阻率與頭部少子壽命對應(yīng)關(guān)系的第五模型；
11、根據(jù)所述第三模型、所述第四模型和所述第五模型構(gòu)建所述第一模型。
12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述建立表征同爐各棒次的所述單晶硅棒樣品中各位置的少子壽命與等徑長度對應(yīng)關(guān)系的第三模型，包括：
13、獲取第一少子壽命衰減率；所述第一少子壽命衰減率為同爐各棒次間的單晶硅棒樣品的所述頭部少子壽命的衰減率；
14、獲取第二少子壽命衰減率；所述第二少子壽命衰減率為單根單晶硅棒樣品中頭部至尾部的少子壽命的衰減率；
15、根據(jù)所述第一少子壽命衰減率和所述第二少子壽命衰減率建立所述第三模型。
16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取第二少子壽命衰減率，包括：
17、獲取同爐多個(gè)棒次的單晶硅棒樣品的所述等徑長度、所述頭部少子壽命、所述尾部少子壽命的加權(quán)平均值；所述加權(quán)平均值用于表征所述第二少子壽命衰減率。
18、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取同爐多個(gè)棒次的單晶硅棒樣品的所述等徑長度、所述頭部少子壽命、所述尾部少子壽命的加權(quán)平均值的公式為：
19、
20、其中，s為所述加權(quán)平均值，xk＝(tk-wk)/lk，tk為第k根單晶硅棒的所述頭部少子壽命，wk為第k根單晶硅棒的所述尾部少子壽命，lk為第k根單晶硅棒的所述等徑長度。
21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取第一少子壽命衰減率，包括：
22、獲取同爐各個(gè)棒次的單晶硅棒樣品的所述頭部少子壽命；
23、根據(jù)各個(gè)棒次的單晶硅棒樣品的少子壽命獲取同爐的多個(gè)單晶硅棒樣品的平均頭部少子壽命；
24、根據(jù)相鄰棒次間的單晶硅棒樣品的平均頭部少子壽命差值和相鄰棒次中靠前棒次的平均頭部少子壽命獲取所述第一少子壽命衰減率。
25、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述留堝率與所述等徑長度具有預(yù)設(shè)的對應(yīng)關(guān)系；所述建立表征所述單晶硅棒樣品的尾部電阻率與所述留堝率和所述等徑長度對應(yīng)關(guān)系的第四模型，包括：
26、根據(jù)摻雜劑在單晶硅棒樣品中的有效分凝系數(shù)、單晶硅棒樣品中所述摻雜劑的初始熔體濃度、留堝率、修正因子獲取所述摻雜劑的摻雜濃度；
27、根據(jù)所述摻雜濃度與所述單晶硅棒樣品的尾部電阻率之間的對應(yīng)關(guān)系、所述留堝率與所述等徑長度預(yù)設(shè)的所述對應(yīng)關(guān)系建立所述第四模型。
28、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)摻雜劑在單晶硅棒樣品中的有效分凝系數(shù)、單晶硅棒樣品中所述摻雜劑的初始熔體濃度、留堝率、修正因子獲取所述摻雜劑的摻雜濃度的公式為：
29、
30、其中，cs為在留堝率為fr時(shí)所述摻雜劑的摻雜濃度；keff為所述摻雜劑在所述單晶硅棒樣品中的有效分凝系數(shù)；c0為所述摻雜劑的所述初始熔體濃度；x為所述修正因子。
31、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二模型對應(yīng)的公式為：
32、f(x,y)＝a+b*x+c*y+d*x*log(e*y+f,e)+h*exp(x)；
33、其中，f(x,y)為所述電池轉(zhuǎn)換效率，x為所述平均電阻率，y為所述平均少子壽命；a、b、c、d、e、f、h為根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)模擬而來的系數(shù)且與提拉單晶硅的工藝對應(yīng)。
34、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N單晶硅棒，所述單晶硅棒通過如上述的提拉單晶硅方法制備而成。
35、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述單晶硅棒的少子壽命大于500us。
36、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述單晶硅棒的電阻率范圍為0.3ω～5ω。
37、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述單晶硅棒包括摻雜元素，所述摻雜元素包括磷、銻、砷、鎵中的至少一個(gè)。
38、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N單晶硅片，所述單晶硅片根據(jù)如上述的單晶硅棒制備而成。
39、第四方面，本申請?zhí)峁┮环N太陽能電池，所述太陽能電池根據(jù)如上述的單晶硅片制備而成。
40、第五方面，本申請?zhí)峁┮环N光伏組件，所述光伏組件包括多個(gè)串聯(lián)和/或并聯(lián)的太陽能電池；至少一個(gè)所述太陽能電池為如上述的太陽能電池。
41、上述提拉單晶硅方法、單晶硅棒、單晶硅片、太陽能電池和光伏組件，提拉單晶硅方法包括：建立表征同爐單晶硅棒樣品的頭部電阻率、尾部電阻率、頭部少子壽命、尾部少子壽命、等徑長度、留堝率之間的對應(yīng)關(guān)系的第一模型；建立表征單晶硅片的平均電阻率、平均少子壽命與電池轉(zhuǎn)換效率之間的對應(yīng)關(guān)系的第二模型；單晶硅片由單晶硅棒樣品制備；平均電阻率與頭部電阻率、尾部電阻率和等徑長度對應(yīng)；平均少子壽命與頭部少子壽命、尾部少子壽命和等徑長度對應(yīng)；根據(jù)第一模型和第二模型確定電池轉(zhuǎn)換效率為目標(biāo)效率時(shí)的參數(shù)；參數(shù)包括待制的單晶硅棒的頭部電阻率和留堝率中的至少一個(gè)；根據(jù)參數(shù)拉制單晶硅棒；本申請中根據(jù)第一模型可以獲得等徑長度\留堝率與頭部電阻率、尾部電阻率的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)第二模型可以確定在電池轉(zhuǎn)換效率為目標(biāo)電池轉(zhuǎn)換效率時(shí)，對應(yīng)的平均電阻率和本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種提拉單晶硅方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述建立表征同爐單晶硅棒樣品的頭部電阻率、尾部電阻率、頭部少子壽命、尾部少子壽命、等徑長度、留堝率之間的對應(yīng)關(guān)系的第一模型，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述建立表征同爐各棒次的所述單晶硅棒樣品中各位置的少子壽命與等徑長度對應(yīng)關(guān)系的第三模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述獲取第二少子壽命衰減率，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述獲取同爐多個(gè)棒次的單晶硅棒樣品的所述等徑長度、所述頭部少子壽命、所述尾部少子壽命的加權(quán)平均值的公式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述獲取第一少子壽命衰減率，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述留堝率與所述等徑長度具有預(yù)設(shè)的對應(yīng)關(guān)系；所述建立表征所述單晶硅棒樣品的尾部電阻率與所述留堝率和所述等徑長度對應(yīng)關(guān)系的第四模型，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述第二模型對應(yīng)的公式為：
10.一種單晶硅棒，其特征在于，所述單晶硅棒通過如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的提拉單晶硅方法制備而成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的單晶硅棒，其特征在于，所述單晶硅棒的少子壽命大于500us。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的單晶硅棒，其特征在于，所述單晶硅棒的電阻率范圍為0.3Ω～5Ω。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的單晶硅棒，其特征在于，所述單晶硅棒包括摻雜元素，所述摻雜元素包括磷、銻、砷、鎵中的至少一個(gè)。
14.一種單晶硅片，其特征在于，所述單晶硅片根據(jù)如權(quán)利要求10至13任一項(xiàng)所述的單晶硅棒制備而成。
15.一種太陽能電池，其特征在于，所述太陽能電池根據(jù)如權(quán)利要求14所述的單晶硅片制備而成。
16.一種光伏組件，其特征在于，所述光伏組件包括多個(gè)串聯(lián)和/或并聯(lián)的太陽能電池；至少一個(gè)所述太陽能電池為如權(quán)利要求15所述的太陽能電池。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種提拉單晶硅方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述建立表征同爐單晶硅棒樣品的頭部電阻率、尾部電阻率、頭部少子壽命、尾部少子壽命、等徑長度、留堝率之間的對應(yīng)關(guān)系的第一模型，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述建立表征同爐各棒次的所述單晶硅棒樣品中各位置的少子壽命與等徑長度對應(yīng)關(guān)系的第三模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述獲取第二少子壽命衰減率，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述獲取同爐多個(gè)棒次的單晶硅棒樣品的所述等徑長度、所述頭部少子壽命、所述尾部少子壽命的加權(quán)平均值的公式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述獲取第一少子壽命衰減率，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所述留堝率與所述等徑長度具有預(yù)設(shè)的對應(yīng)關(guān)系；所述建立表征所述單晶硅棒樣品的尾部電阻率與所述留堝率和所述等徑長度對應(yīng)關(guān)系的第四模型，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的提拉單晶硅方法，其特征在于，所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬廣，馬玉花，武曉峰，
申請(專利權(quán))人：天合光能股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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