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专利号: 2020113170735
申请人: 安阳工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种太阳能P型多晶硅片的制作工艺,生产工序步骤包括:(1)原料准备;(2)P型硅锭的制备;(3)将硅锭切割开方得到方锭;(4)将方锭切割成硅片并清洗及检测;其特征在于:所用原料包括:纯度6N的原生硅料、循环硅料、掺杂剂镓;所述循环硅料包括循环硅板、循环硅块、循环硅片、循环硅粉;

所述的循环硅料在使用前需经过去杂提纯处理,所述去杂提纯方法采用下列方法中的一种或多种:喷砂法、磁选法、微波碳化法、超临界水漂洗法、酸洗法、碱洗法;

所述P型硅锭的制备工艺包括为:准备坩埚,在坩埚内壁涂抹SiN薄膜,在坩埚底部铺填一定厚度的原生单晶硅,在坩埚边缘用循环硅料填充,在坩埚中心用掺杂镓的原生硅料填充,原生硅料中镓的掺杂浓度从坩埚顶部到坩埚底部逐渐减大,顶部镓的浓度为零,然后将装填硅料的坩埚置于微波烧结炉中,在氩气保护下经过升温、保温、降温后出炉,即得到镓掺杂的P型硅锭。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能P型多晶硅片的制作工艺,其特征在于:在所述硅锭的制备工艺中,所述微波烧结炉采用微波为硅料进行加热,微波频率2.45GHz±25MHz,升温速率26℃/min,加热至1550℃后保温120min,然后硅料逐渐降温,控制硅锭生长速率1 cm/h,长锭完成后将硅锭在12h内冷却至450℃,降温速率0.7℃/min,继续冷却,在420℃对硅锭保温16min,接着在1.5 h内将硅锭降温至60℃,然后出炉。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能P型多晶硅片的制作工艺,其特征在于:所述坩埚中心原生硅料中镓的掺杂浓度按照平方梯度法掺杂,固体镓与硅粉混合添加的具体方法为:先将所需的镓与1kg的原生硅粉混合均匀,然后均分为一定份数的掺杂料,然后将所需重量的原生硅料均分若干份,每份原生硅料中加入一定份数的掺杂料并混合均匀,向坩埚中加料时从底部向顶部逐步加料,每份原生硅料中加入掺杂料的份数按照从顶到底递增的方式掺杂,掺杂料份数的递增方式与自然数的平放成正比。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能P型多晶硅片的制作工艺,其特征在于:对所述循环硅板的表面杂质的去除采用喷砂法,利用直径10 46微米的SiC粉末在0.7MPa的高压下对~循环硅板表面逐点扫射,根据反射粒子流的颜色判断循环硅板表面杂质含量是否超标。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能P型多晶硅片的制作工艺,其特征在于:对所述循环硅料中的除环氧树脂外的有机杂质采用微波碳化法去除,将循环硅料放入石英坩埚中,然后置于微波碳化炉中,坩埚旋转速率为6rpm/h,升温速率为5℃/min,碳化温度根据有机杂质的种类设定,保温0.5h,然后自然冷却出炉。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能P型多晶硅片的制作工艺,其特征在于:对所述循环硅片中的金属杂质采用酸洗法去除,酸洗液为2mol/L的H2O2、1mol/L的HF、0.5 mol/L的缓冲剂的混合液,所述缓冲剂为丙三醇或者乙二醇。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能P型多晶硅片的制作工艺,其特征在于:在所述硅锭的切割开方工序中,硅锭的切割采用金刚石线锯,润滑剂为砂浆,所述金刚石线锯的表面镀层呈螺纹状,所用砂浆采用SiC磨粒与聚乙二醇的混合液,SiC与聚乙二醇的质量比例为

1:1;切割后的方锭表面采用砂轮机抛光,并用去离子水作润滑剂。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能P型多晶硅片的制作工艺,其特征在于:在所述硅片的清洗工序中,采用兆声波清洗机,清洁剂浓度1.5-3%,清洁剂包括下列成分中的一种或几种混合物质的水溶液:0.1-0.3%的EDTA、0.2-0.6%的脂肪醇聚氧乙烯醚、0.2-0.6%的聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、0.3-0.6%的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、0.3-0.5%的三乙醇胺;清洁剂溶液的pH值可用三聚磷酸钠调整。