本發(fā)明涉及多晶硅鑄錠領(lǐng)域，尤其涉及降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法、多晶硅錠和多晶硅鑄錠用坩堝。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的多晶鑄錠過(guò)程中，在高溫下坩堝中的雜質(zhì)特別是金屬雜質(zhì)會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入硅錠中，導(dǎo)致靠近坩堝側(cè)壁區(qū)域的硅錠出現(xiàn)壽命少于2μs的低少子壽命的區(qū)域，通常把這個(gè)低少子區(qū)域叫做紅邊。如圖1中的虛線框區(qū)域即為紅邊。該紅邊在做成電池片后，在EL(電致發(fā)光)或者PL(光致發(fā)光)測(cè)試下會(huì)出現(xiàn)黑邊現(xiàn)象。黑邊會(huì)導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率偏低，從而影響電池的性能。

現(xiàn)有減少硅錠側(cè)部紅邊寬度的方法主要有如下幾種：1、采用加寬坩堝。2、采用高純坩堝。采用加寬坩堝來(lái)減少側(cè)部紅邊寬度的方法具有如下缺點(diǎn)：1、通過(guò)增加切除的邊皮厚度來(lái)減少紅邊寬度，這樣會(huì)影響硅錠的出材率，提高鑄錠成本；2、坩堝加寬的尺寸受鑄錠爐及其他配件的限制，增加的寬度有限。采用高純坩堝的方法具有如下缺點(diǎn)：1、高純坩堝價(jià)格昂貴，提高了坩堝的采購(gòu)成本。2、該方法減少靠近坩堝區(qū)域的硅塊的紅邊寬度的作用有限。因此，為了獲得高質(zhì)量的多晶硅錠，尋求一種能夠降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供多晶硅錠的制備方法，該制備方法可降低多晶硅錠紅邊寬度，制備獲得質(zhì)量高的多晶硅錠，且該制備簡(jiǎn)單方便，易于操作，適于大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明同時(shí)提供了通過(guò)該制備方法獲得的多晶硅錠，以及利用所述多晶硅錠制備獲得的多晶硅片，以及一種鑄錠用坩堝。

本發(fā)明第一方面提供了一種降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法，包括以下步驟：

提供坩堝，所述坩堝包括底座及由底座向上延伸的側(cè)壁，所述底座和所述側(cè)壁共同圍成一收容空間，在朝向所述收容空間的所述側(cè)壁表面設(shè)置阻擋層，所述阻擋層選自熔點(diǎn)大于硅且純度在99.99％以上的高純薄片；所述高純薄片的材質(zhì)選自過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬化合物、石墨、鋁的化合物和硼的化合物中的至少一種；

然后在所述坩堝內(nèi)設(shè)置熔融狀態(tài)的硅料；

控制所述坩堝內(nèi)的溫度沿垂直與所述坩堝底部向上的方向逐漸上升形成溫度梯度，使所述熔融狀態(tài)的硅料開(kāi)始結(jié)晶；

待全部結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。

其中，所述過(guò)渡金屬單質(zhì)選自鉬或鎢，所述過(guò)渡金屬化合物選自氧化鋯，所述鋁的化合物選自三氧化二鋁或氮化鋁，所述硼的化合物選自氮化硼。

其中，所述高純薄片選自鉬片、鎢片、石墨紙、石墨片、三氧化二鋁片、氧化鋯片、氮化鋁片和氮化硼片中的至少一種。

其中，在所述阻擋層表面設(shè)置一層氮化硅層。

其中，所述阻擋層通過(guò)粘結(jié)劑粘接的方式設(shè)置在所述坩堝側(cè)壁表面。

其中，所述阻擋層的厚度為50μm-2mm。

其中，所述阻擋層為與所述坩堝側(cè)壁的大小和形狀相同或相近的高純薄片，或者所述阻擋層為多塊高純薄片的拼接組合體。

本發(fā)明第一方面提供的降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法，通過(guò)在坩堝側(cè)壁設(shè)置阻擋層，可以阻擋坩堝中的雜質(zhì)進(jìn)入硅錠/硅熔體，降低硅錠的紅邊寬度，提高了多晶硅錠的少子壽命。

本發(fā)明第二方面提供了一種多晶硅錠，該多晶硅錠是按照如上述第一方面所述的制備方法制得。

本發(fā)明第二方面提供的多晶硅錠，多晶硅錠中紅邊寬度較少，少子壽命較高。

本發(fā)明第三方面提供了一種多晶硅片，所述多晶硅片為以上述多晶硅錠為原料進(jìn)行開(kāi)方-切片-清洗后制得。

本發(fā)明第三方面提供的多晶硅片，多晶硅片的少子壽命較高，將這樣的多晶硅片做成電池后，不會(huì)或很少出現(xiàn)黑邊。

本發(fā)明第四方面提供了一種多晶硅鑄錠用坩堝，所述坩堝包括本體和阻擋層，所述本體包括底座及由底座向上延伸的側(cè)壁，所述底座和所述側(cè)壁共同圍成一收容空間，所述阻擋層設(shè)置在朝向所述收容空間的所述側(cè)壁表面，所述阻擋層選自熔點(diǎn)大于硅且純度在99.99％以上的高純薄片；所述高純薄片的材質(zhì)選自過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬化合物、石墨、鋁的化合物和硼的化合物中的至少一種。

本發(fā)明提供的多晶硅鑄錠用坩堝，通過(guò)在坩堝本體側(cè)壁上設(shè)置阻擋層，從而阻隔坩堝中的雜質(zhì)向硅錠/硅熔體中輸送，降低了硅錠中或硅錠局部中的雜質(zhì)含量，降低硅錠的紅邊寬度，提高了多晶硅錠的少子壽命，最終提高了多晶硅錠的質(zhì)量。

本發(fā)明提供的降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法、多晶硅片和多晶硅鑄錠用坩堝，具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明提供的降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法，通過(guò)在坩堝側(cè)壁設(shè)置阻擋層，可以阻擋坩堝中的雜質(zhì)進(jìn)入硅錠/硅熔體，降低了硅錠的紅邊寬度，提高了多晶硅錠的少子壽命。

(2)本發(fā)明提供的多晶硅錠，多晶硅錠中紅邊寬度較少，少子壽命較高。

(3)本發(fā)明提供的多晶硅片，多晶硅片的少子壽命較高，將這樣的多晶硅片做成電池后，不會(huì)出現(xiàn)黑邊。

(4)本發(fā)明提供的多晶硅鑄錠用坩堝，通過(guò)在坩堝本體側(cè)壁上設(shè)置阻擋層，從而阻隔坩堝中的雜質(zhì)向硅錠/硅熔體中輸送，將降低硅錠中或硅錠局部中的雜質(zhì)含量，降低硅錠的紅邊寬度，提高了多晶硅錠的少子壽命，最終提高了多晶硅錠的質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)制得的多晶硅錠的硅塊的少子壽命圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式制備的多晶硅鑄錠用坩堝的示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式制備的多晶硅鑄錠用坩堝的示意圖；

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施方式制備的多晶硅鑄錠用坩堝的示意圖；

圖5為本發(fā)明試驗(yàn)1制備的多晶硅鑄錠的硅塊少子壽命圖；

圖6為本發(fā)明試驗(yàn)2制備的多晶硅鑄錠的硅片的光致發(fā)光(PL)圖。

具體實(shí)施方式

以下所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明第一方面提供了一種降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法，包括以下步驟：

提供坩堝，坩堝包括底座及由底座向上延伸的側(cè)壁，底座和側(cè)壁共同圍成一收容空間，在朝向收容空間的側(cè)壁表面設(shè)置阻擋層，阻擋層選自熔點(diǎn)大于硅且純度在99.99％以上的高純薄片；所述高純薄片的材質(zhì)選自過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬化合物、石墨、鋁的化合物和硼的化合物中的至少一種；

然后在坩堝內(nèi)設(shè)置熔融狀態(tài)的硅料；

控制坩堝內(nèi)的溫度沿垂直與坩堝底部向上的方向逐漸上升形成溫度梯度，使熔融狀態(tài)的硅料開(kāi)始結(jié)晶；

待全部結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，過(guò)渡金屬單質(zhì)選自鉬或鎢，過(guò)渡金屬化合物選自氧化鋯，鋁的化合物選自三氧化二鋁或氮化鋁，硼的化合物選自氮化硼。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，高純薄片選自鉬片、鎢片、石墨紙、石墨片、三氧化二鋁片、氧化鋯片、氮化鋁片和氮化硼片中的至少一種。

本發(fā)明采用鉬片、鎢片、石墨紙和石墨片等中的至少一種作為阻擋層，由于阻擋層較為致密，可以有效地阻擋坩堝中的雜質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入硅錠中，提高了靠近坩堝側(cè)壁區(qū)域的硅錠的少子壽命，降低了多晶硅的紅邊寬度。其中，石墨紙的成本較低，適合產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，在阻擋層表面設(shè)置一層氮化硅層。為防止石墨、鉬或鎢等與硅熔體發(fā)生反應(yīng)，在阻擋層表面設(shè)置一層氮化硅層以阻擋鉬和鎢與硅熔體的接觸。同時(shí)有的阻擋層材質(zhì)如三氧化二鋁片或氧化鋯片與硅錠的浸潤(rùn)性較大，易與硅錠粘連，在阻擋層表面設(shè)置一層氮化硅層可以使硅錠易脫模。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，氮化硅層可以通過(guò)噴涂或刷涂的方式設(shè)置在阻擋層表面。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，氮化硅層的厚度為50μm-200μm。

當(dāng)?shù)鑼拥暮穸葹?0μm-200μm時(shí)，一方面可以很好地阻擋石墨、鉬或鎢等與硅熔體的接觸，另一方面，阻擋層表面的氮化硅層也可以阻擋雜質(zhì)的擴(kuò)散，同時(shí)氮化硅層還可以起到使硅錠易脫模的作用。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，氮化硅層的厚度為50μm-100μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，氮化硅層的厚度為100μm-200μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，氮化硅層的厚度為50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，阻擋層為與坩堝側(cè)壁的大小和形狀相同或相近的高純薄片，或者阻擋層為多塊高純薄片的拼接組合體。本發(fā)明中，阻擋層可以為一塊與坩堝側(cè)壁的大小和形狀相同或相近的高純薄片，也可以為多塊高純薄片的拼接組合體。如可以為2塊、3塊、4塊等多塊的拼接組合體。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，當(dāng)阻擋層為多塊高純薄片的拼接組合體時(shí)，阻擋層的形成過(guò)程為：將多塊高純薄片相互拼接鋪貼，盡量保證拼接處縫隙最小(小于1mm)，以覆蓋坩堝側(cè)壁的絕大部分區(qū)域，形成阻擋層。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，由于硅錠與坩堝邊角部位接觸的部位如頭尾和邊皮一般在后續(xù)加工過(guò)程中會(huì)被去除掉，從節(jié)省成本來(lái)考慮，阻擋層不需要完全覆蓋住坩堝側(cè)壁，只需要覆蓋坩堝側(cè)壁中間的大部分區(qū)域即可。阻擋層上端面與坩堝上斷面的距離為0-200mm、0-180mm或0-150mm，阻擋層下端面與坩堝底部的距離為0-60mm、0-80mm或0-12mm。阻擋層端面與坩堝斷面的距離主要根據(jù)鑄錠爐與鑄錠工藝確定。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，當(dāng)阻擋層為多塊高純薄片的拼接組合體時(shí)，多塊高純薄片的形狀為正方形、長(zhǎng)方形或三角形。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為50μm-2mm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為50μm-500μm。由于本發(fā)明阻擋層較為致密，即使阻擋層的厚度比較薄，阻擋層的阻擋效果也較好。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為50μm-100μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為100μm-500μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為200μm-500μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為50μm-200μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為210μm、220μm、230μm、240μm、250μm、260μm、270μm、280μm、290μm或300μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為310μm、320μm、330μm、340μm、350μm、360μm、370μm、380μm或390μm。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為400μm、410μm、420μm、430μm、440μm、450μm、460μm、470μm、480μm、490μm或500μm。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，阻擋層可由單個(gè)高純薄片組成或者由多片高純薄片層疊而成。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，單個(gè)高純薄片的厚度為50μm-2mm。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，阻擋層通過(guò)粘結(jié)劑粘接的方式設(shè)置在坩堝側(cè)壁表面。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，粘結(jié)劑為硅溶膠。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，在高純薄片的待粘接面上涂抹硅溶膠，然后將高純薄片貼在坩堝側(cè)壁上，形成阻擋層。

本發(fā)明直接將高純薄片貼在坩堝的側(cè)壁，方法簡(jiǎn)單易操作，高純薄片結(jié)構(gòu)致密，高純薄片作為阻擋層阻擋雜質(zhì)的效果較好。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，在設(shè)置阻擋層之前，在坩堝側(cè)壁和底座設(shè)置一層氮化硅層。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，設(shè)置氮化硅層的方法以及氮化硅層的厚度等參數(shù)為業(yè)界常規(guī)選擇，在此不做特殊限定。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，坩堝為石英坩堝或陶瓷坩堝。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，坩堝底部還可以設(shè)置籽晶層，然后在籽晶層的上方設(shè)置熔融狀態(tài)的硅料。籽晶層的設(shè)置方法為業(yè)界常規(guī)選擇，在此不做特殊限定。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，設(shè)置熔融狀態(tài)的硅料為：在坩堝內(nèi)填裝固體硅料，對(duì)坩堝進(jìn)行加熱使得硅料熔融。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，設(shè)置熔融狀態(tài)的硅料為：在另外一個(gè)坩堝內(nèi)加熱固體硅料，制得熔融狀態(tài)的硅料，將熔融狀態(tài)的硅料澆注至設(shè)置有阻隔層的坩堝內(nèi)。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，控制坩堝內(nèi)的溫度沿垂直與坩堝底部向上的方向逐漸上升形成溫度梯度，使熔融狀態(tài)的硅料開(kāi)始結(jié)晶。優(yōu)選地，控制坩堝底部的溫度為1300-1420℃。

本發(fā)明第一方面提供的降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法，阻擋了坩堝中的雜質(zhì)往硅錠中擴(kuò)散，提高靠近坩堝區(qū)域硅塊的少子壽命，可以使靠近坩堝側(cè)壁區(qū)域的硅錠紅區(qū)寬度降低，將這樣的硅錠做成電池后，不會(huì)或很少出現(xiàn)黑邊，側(cè)邊硅錠的光電轉(zhuǎn)換效率與硅錠中間區(qū)域的硅片相當(dāng)，提高硅片的電池效率。另外，本發(fā)明阻擋層的設(shè)置方法簡(jiǎn)單易操作，且阻擋層易于硅錠的脫模。

本發(fā)明第二方面提供了一種多晶硅錠，該多晶硅錠時(shí)按照如上述第一方面的制備方法制得。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，多晶硅錠與坩堝接觸的區(qū)域的硅塊的少子壽命不小于2μs。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，多晶硅錠與坩堝接觸的區(qū)域的硅塊的少子壽命不小于5μs。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，多晶硅錠與坩堝接觸的區(qū)域的硅塊的少子壽命為5μs-10μs。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，多晶硅錠與坩堝接觸的區(qū)域的紅邊寬度為0-5mm。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，多晶硅錠與坩堝接觸的區(qū)域的紅邊寬度為0-3mm。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，多晶硅錠與坩堝接觸的區(qū)域的紅邊寬度為0mm。

本發(fā)明第二方面提供的多晶硅錠，靠近坩堝側(cè)壁區(qū)域的硅錠紅區(qū)寬度較低，少子壽命較高，將這樣的硅錠做成電池后，很少或不會(huì)出現(xiàn)黑邊，側(cè)邊硅錠的光電轉(zhuǎn)換效率與硅錠中間區(qū)域的硅片相當(dāng)，提高了硅片的電池效率。

本發(fā)明第三方面提供了一種多晶硅片，多晶硅片為以上述多晶硅錠為原料進(jìn)行開(kāi)方-切片-清洗后制得。

參照?qǐng)D2，圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式提供的鑄錠用坩堝示意圖，從圖2中可以看出，本發(fā)明第四方面提供了一種鑄錠用坩堝，坩堝包括本體1和阻擋層2，本體包括底座及由底座向上延伸的側(cè)壁，底座和側(cè)壁共同圍成一收容空間，阻擋層設(shè)置在朝向收容空間的側(cè)壁表面，阻擋層選自熔點(diǎn)大于硅且純度在99.99％以上的高純薄片；所述高純薄片的材質(zhì)選自過(guò)渡金屬單質(zhì)、過(guò)渡金屬化合物、石墨、鋁的化合物和硼的化合物中的至少一種。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，過(guò)渡金屬單質(zhì)選自鉬或鎢，過(guò)渡金屬化合物選自氧化鋯，鋁的化合物選自三氧化二鋁或氮化鋁，硼的化合物選自氮化硼。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，高純薄片選自鉬片、鎢片、石墨紙、石墨片、三氧化二鋁片、氧化鋯片、氮化鋁片和氮化硼片中的至少一種。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式制備的多晶硅鑄錠用坩堝的示意圖；如圖3所示，本發(fā)明一實(shí)施方式中，坩堝包括本體1和阻擋層2，在阻擋2層表面設(shè)置一層氮化硅層4。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，氮化硅層可以通過(guò)噴涂或刷涂的方式設(shè)置在阻擋層表面。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，氮化硅層的厚度為50μm-200μm。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，阻擋層為與坩堝側(cè)壁的大小和形狀相同或相近的高純薄片，或者阻擋層為多塊高純薄片的拼接組合體。本發(fā)明中，阻擋層可以為一塊與堝側(cè)壁的大小和形狀相同或相近的高純薄片，也可以為多塊高純薄片的拼接組合體。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，當(dāng)阻擋層為多塊高純薄片的拼接組合體時(shí)，阻擋層的形成過(guò)程為：將多塊高純薄片相互拼接鋪貼，盡量保證拼接處縫隙最小(小于1mm)，以覆蓋坩堝側(cè)壁的絕大部分區(qū)域，形成阻擋層。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，當(dāng)阻擋層為多塊高純薄片的拼接組合體時(shí)，多塊高純薄片的形狀為正方形、長(zhǎng)方形或三角形。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，阻擋層的厚度為50μm-2mm。由于本發(fā)明阻擋層較為致密，即使阻擋層的厚度比較薄，阻擋層的阻擋效果也較好。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，阻擋層可由單個(gè)高純薄片組成或者由多片高純薄片層疊而成。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，單個(gè)高純薄片的厚度為50μm-2mm。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，阻擋層通過(guò)粘結(jié)劑粘接的方式設(shè)置在所述坩堝側(cè)壁表面。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，粘結(jié)劑為硅溶膠。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，在高純薄片的待粘接面上涂抹硅溶膠，然后將高純薄片貼在坩堝側(cè)壁上，形成阻擋層。

圖4為本發(fā)明另一實(shí)施方式制備的多晶硅鑄錠用坩堝的示意圖；如圖4所示，本發(fā)明一實(shí)施方式中，在設(shè)置阻擋層2之前，在坩堝1側(cè)壁和底座設(shè)置一層氮化硅層3。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，在坩堝側(cè)壁和底座設(shè)置氮化硅層的方法以及氮化硅層的厚度等參數(shù)為業(yè)界常規(guī)選擇，在此不做特殊限定。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，坩堝為石英坩堝或陶瓷坩堝。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，坩堝底部還可以設(shè)置籽晶層，然后在籽晶層的上方設(shè)置熔融狀態(tài)的硅料。

本發(fā)明第四方面提供的多晶硅鑄錠用坩堝，通過(guò)在坩堝本體側(cè)壁上設(shè)置阻擋層，可以阻擋坩堝中的雜質(zhì)往硅錠中擴(kuò)散，提高了靠近坩堝區(qū)域硅塊的少子壽命，降低了靠近坩堝區(qū)域硅塊的紅邊寬度，提高了硅片的電池效率。

實(shí)施例一

一種降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法，包括以下步驟：

(1)提供內(nèi)徑為840*840mm，高度為480mm的坩堝，在坩堝側(cè)壁和底座噴涂一層氮化硅涂層，自然晾干；

(2)將厚度200μm的高純石墨紙切割成四塊規(guī)格分別為780*300mm的長(zhǎng)方形；

(3)在高純石墨紙上均勻涂抹一層高純硅溶膠作為粘結(jié)劑；將涂有硅溶膠的四塊高純石墨紙分別貼在坩堝的四面?zhèn)缺谏希纬勺钃鯇樱?/p>

(4)在坩堝內(nèi)裝好籽晶，再在籽晶上方填裝硅料，然后控制溫度使得硅料從上往下進(jìn)行熔化，待硅料熔化到籽晶的位置后進(jìn)行降溫進(jìn)入長(zhǎng)晶階段；

(5)待全部結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。

本實(shí)施例所制得的多晶硅錠的靠近坩堝區(qū)域的硅塊少子壽命大于2μs，紅邊寬度為0mm。

將本實(shí)施例制得的多晶硅錠開(kāi)方-切片-清洗后制得多晶硅片，利用所得多晶硅片制備太陽(yáng)能電池，制得的太陽(yáng)能電池平均轉(zhuǎn)換效率為18.3％-18.5％。

實(shí)施例二

一種降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法，包括以下步驟：

(1)提供內(nèi)徑為840*840mm，高度為480mm的坩堝，在坩堝側(cè)壁和底座噴涂一層氮化硅涂層，自然晾干；

(2)提供九*四塊厚度分別為2mm、長(zhǎng)寬為260*100mm的長(zhǎng)方形高純石墨片；

(3)在九塊高純石墨片上分別涂抹均勻一層高純硅溶膠作為粘結(jié)劑；將九塊涂有硅溶膠的石墨片拼接并貼在坩堝的一面?zhèn)缺谏?，同樣，在坩堝的其他三面?zhèn)缺谏弦操N有涂有硅溶膠的高純石墨片，形成阻擋層；

(4)在坩堝內(nèi)裝好籽晶，再在籽晶上方填裝硅料，然后控制溫度使得硅料從上往下進(jìn)行熔化，待硅料熔化到籽晶的位置后進(jìn)行降溫進(jìn)入長(zhǎng)晶階段；

(5)待全部結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。

本實(shí)施例所制得的多晶硅錠的靠近坩堝區(qū)域的硅塊少子壽命大于2μs，紅邊寬度為0mm。

將本實(shí)施例制得的多晶硅錠開(kāi)方-切片-清洗后制得多晶硅片，利用所得多晶硅片制備太陽(yáng)能電池，制得的太陽(yáng)能電池平均轉(zhuǎn)換效率為18.3％-18.5％。

實(shí)施例三

一種降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法，包括以下步驟：

(1)提供內(nèi)徑為840*840mm，高度為480mm的坩堝，在坩堝側(cè)壁和底座噴涂一層氮化硅涂層，自然晾干；

(2)提供兩*四塊厚度分別為50μm、長(zhǎng)寬為390*300mm的長(zhǎng)方形高純鉬片；

(3)在兩塊高純鉬片上分別涂抹均勻一層高純硅溶膠作為粘結(jié)劑；將涂有硅溶膠的兩塊高純鉬片拼接并貼在坩堝的一面?zhèn)缺谏?，同樣，在坩堝的其他三面?zhèn)缺谏弦操N有涂有硅溶膠的高純鉬片，形成阻擋層；

(4)在阻擋層上通過(guò)噴涂的方法設(shè)置一層氮化硅層，氮化硅層的厚度為50μm；

(5)在坩堝內(nèi)填裝硅料，然后控制溫度使得硅料從上往下進(jìn)行熔化，待硅料熔化完全后進(jìn)行降溫進(jìn)入長(zhǎng)晶階段；

(6)待全部結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。

本實(shí)施例所制得的多晶硅錠的靠近坩堝區(qū)域的硅塊少子壽命大于2μs，紅邊寬度為0mm。

將本實(shí)施例制得的多晶硅錠開(kāi)方-切片-清洗后制得多晶硅片，利用所得多晶硅片制備太陽(yáng)能電池，制得的太陽(yáng)能電池平均轉(zhuǎn)換效率為18.3％-18.5％。

實(shí)施例四

一種降低多晶硅錠紅邊寬度的鑄錠方法，包括以下步驟：

(1)提供內(nèi)徑為840*840mm，高度為480mm的坩堝，在坩堝側(cè)壁和底座噴涂一層氮化硅涂層，自然晾干；

(2)提供四塊*四厚度分別為500μm，長(zhǎng)寬為390*150mm的長(zhǎng)方形高純鎢片；

(3)在四塊高純鎢片上分別涂抹均勻一層高純硅溶膠作為粘結(jié)劑；將涂有硅溶膠的四塊高純鎢片拼接并貼在坩堝的一面?zhèn)缺谏希瑯?，在坩堝的其他三面?zhèn)缺谏弦操N有涂有硅溶膠的高純鎢片，形成阻擋層；

(4)在阻擋層上通過(guò)噴涂的方法設(shè)置一層氮化硅層，氮化硅層的厚度為200μm；

(5)在坩堝內(nèi)裝好籽晶，再在籽晶上方填裝硅料，然后控制溫度使得硅料從上往下進(jìn)行熔化，待硅料熔化到籽晶的位置后進(jìn)行降溫進(jìn)入長(zhǎng)晶階段；

(6)待全部結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。

本實(shí)施例所制得的多晶硅錠的靠近坩堝區(qū)域的硅塊少子壽命大于2μs，紅邊寬度為0mm。

將本實(shí)施例制得的多晶硅錠開(kāi)方-切片-清洗后制得多晶硅片，利用所得多晶硅片制備太陽(yáng)能電池，制得的太陽(yáng)能電池平均轉(zhuǎn)換效率為18.3％-18.5％。

效果實(shí)施例

為有力支持本發(fā)明的有益效果，特提供如下試驗(yàn)：

試驗(yàn)1：

一種多晶硅錠的制備方法，包括以下步驟：

(1)提供內(nèi)徑為840*840mm，高度為480mm的坩堝，在坩堝側(cè)壁和底座噴涂一層氮化硅涂層，自然晾干；

(2)提供一片厚度分別為50μm、長(zhǎng)寬為80mm*300mm的長(zhǎng)方形高純石墨紙A；

(3)在石墨紙上涂抹均勻一層高純硅溶膠作為粘結(jié)劑；將涂有硅溶膠的石墨貼在坩堝的一面?zhèn)缺谏?，高純石墨紙片貼在該坩堝側(cè)壁長(zhǎng)度方向上約180mm-264mm位置處，形成阻擋層；

(4)在坩堝內(nèi)裝好籽晶，再在籽晶上方填裝硅料，然后控制溫度使得硅料從上往下進(jìn)行熔化，待硅料熔化到籽晶的位置后進(jìn)行降溫進(jìn)入長(zhǎng)晶階段；

(5)待全部結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。

將本實(shí)施例制得的多晶硅錠開(kāi)方得到多晶硅塊。

圖5為本發(fā)明試驗(yàn)1制備的多晶硅錠的硅塊少子壽命圖；圖中5代表坩堝，6代表硅塊，如圖5(a)所示，在硅錠中選取一個(gè)靠近坩堝的硅塊，硅塊包括1、2、3、4四個(gè)側(cè)面，其中定義第4個(gè)面是與坩堝側(cè)壁接觸的，如圖(b)所示，在與第4面接觸的坩堝側(cè)壁上的一半(圖(b)橫線的左邊)設(shè)置有石墨紙A，另外一半(圖(b)橫線的右邊)不設(shè)置石墨紙，制得硅錠并將該硅錠開(kāi)方后對(duì)該硅塊進(jìn)行少子壽命測(cè)試。

檢測(cè)結(jié)果如圖(c)和圖(d)所示，圖(c)為硅錠第1面的少子壽命測(cè)試圖，圖(d)為硅錠第3面的少子壽命測(cè)試圖，如果未設(shè)置阻擋層，測(cè)試硅塊的第一和第三面都會(huì)出現(xiàn)紅邊。從圖中可以看出，由于硅錠第4面靠近第1面的一半設(shè)有石墨紙，因此，硅錠第1面的硅錠紅邊寬度為零。而第4面靠近第3面的一半沒(méi)有設(shè)置石墨紙，因此，第3面靠近第4面的位置出現(xiàn)了紅邊，寬度有16mm。

試驗(yàn)2：

一種多晶硅錠的制備方法，包括以下步驟：

(1)提供內(nèi)徑為840*840mm，高度為480mm的坩堝，在坩堝側(cè)壁和底座噴涂一層氮化硅涂層，自然晾干；

(2)提供一片厚度分別為50μm、長(zhǎng)寬為55mm*300mm的長(zhǎng)方形高純石墨紙B；

(3)在石墨紙上涂抹均勻一層高純硅溶膠作為粘結(jié)劑；將涂有硅溶膠的石墨貼在坩堝的一面?zhèn)缺谏?，高純石墨紙片貼在該坩堝側(cè)壁長(zhǎng)度方向上約232mm-288mm位置處，形成阻擋層；

(4)在坩堝內(nèi)裝好籽晶，再在籽晶上方填裝硅料，然后控制溫度使得硅料從上往下進(jìn)行熔化，待硅料熔化到籽晶的位置后進(jìn)行降溫進(jìn)入長(zhǎng)晶階段；

(5)待全部結(jié)晶完后，經(jīng)退火冷卻得到多晶硅錠。

將本實(shí)施例制得的多晶硅錠開(kāi)方得到多晶硅塊。

圖6為本發(fā)明試驗(yàn)2制備的多晶硅錠的硅片的光致發(fā)光(PL)圖。圖中5代表坩堝，7代表硅塊，如圖6(e)所示，在硅錠中選取一個(gè)靠近坩堝的硅塊7，硅塊包括1、2、3、4四個(gè)側(cè)面，其中定義第4個(gè)面是與坩堝側(cè)壁接觸的。在與第4面接觸的坩堝側(cè)壁的中間位置設(shè)置有高純石墨紙B(圖(f)兩條平行線之間)，如圖6所示。后續(xù)對(duì)硅塊進(jìn)行切片，再?gòu)闹谐槿∥膊繀^(qū)域的硅片進(jìn)行測(cè)試PL。從圖6(g)中硅片的PL圖可以看到，鋪墊石墨紙的區(qū)域沒(méi)有出現(xiàn)黑邊(即兩條平行線之間的區(qū)域)，其他沒(méi)有石墨紙覆蓋區(qū)域出現(xiàn)了黑邊現(xiàn)象。

以上試驗(yàn)可以說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)在坩堝中設(shè)置阻擋層來(lái)阻擋坩堝中的雜質(zhì)往硅錠中擴(kuò)散，提高了靠近坩堝區(qū)域硅塊的少子壽命，實(shí)現(xiàn)了零紅邊的效果，提高硅片的電池效率。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。