铸锭多晶硅的生产

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1、第第5 5节节 铸锭多晶硅的生产铸锭多晶硅的生产5.1 5.1 铸锭多晶炉和热场的剖视图铸锭多晶炉和热场的剖视图 铸锭硅是介于原始多晶硅与单晶硅之间的一种产品。铸锭硅虽然也属于多晶硅，但它的晶粒要比原始多晶硅大得多，一般为几到几十毫米。用铸锭硅片制做的太阳能电池片，虽然光电转换效率比单晶硅要低一点，但铸锭硅的生产成本比单晶硅要低，并且产量大。铸锭硅的生产也是把高纯多晶硅装入到铸锭炉中，先熔化成液态，通过铸锭炉的自动化的操作，使液态硅自下向上缓慢地重新结晶，生成一块大晶粒的多单晶体的铸锭硅来。见图见图1616。图图16：铸锭炉室和热场的剖面示意图：铸锭炉室和热场的剖面示意图5.2 5.2 铸锭硅

2、的生产过程简介铸锭硅的生产过程简介 1. 1.装炉：装炉：把铸锭炉室及石墨件清理干净，把经过氮化硅喷涂及烘烤的方形陶瓷坩埚放置到石墨底板中间，把多晶硅料和掺杂剂放入到坩埚中，再用叉车把石墨护板、陶瓷坩埚连同多1 4. 4.退火处理：退火处理：坩埚内的液态硅全部结晶成固态后，把炉温控制在稍比熔点低一些，并让硅锭整体温度保持一致，退火处理34个小时，以消除硅锭内部的应力和裂纹，减少位错。图图17：铸锭硅的外形尺寸：铸锭硅的外形尺寸晶硅料一并装入到铸锭炉中。关闭炉室，给炉室抽真空并通氩气。 2. 2.加热熔化硅料：加热熔化硅料：给炉室内的石墨加热器通电加热。硅的熔点为1416，只有在高于此温度的情况

3、下，硅料才能熔化成液态。从开始加热到硅料全部熔化成液态的时间，一般需要1621个小时左右。 3. 3.铸锭硅生长：铸锭硅生长：通过缓慢提升隔热系统或缓慢降低坩埚的方法，使下部的液态硅温度降低首先凝固成晶体，并从下往上非常缓慢地长晶，长晶的速度大约为0.2mm/分左右。最后生成一个大晶粒的多晶铸锭硅来，这个过程大概需要2227个小时左右。 每开一炉的时间（含停炉冷却时间），随装料量的不等而不同。对装料450公斤的铸锭硅的生产而言，正常情况下，约需65个小时左右。 5. 5.停炉冷却：停炉冷却：把加热功率降低并关闭，让铸锭硅在炉内自然冷却813个小时。方可打开炉室，取出铸锭硅块，交检验部门进行原始

4、硅块的初检。 5.3 5.3 铸锭硅的外形尺寸铸锭硅的外形尺寸 从铸锭炉生产出来的铸锭硅是方形的。装料25.4 生产铸锭硅的主要原辅材料生产铸锭硅的主要原辅材料 第第5节复习题节复习题1、了解铸锭硅生产的简单过程。2、生产铸锭硅的主要原辅材料有哪些？270公斤的铸锭硅的尺寸，一般为690690mm，高243mm左右。装料450公斤的铸锭硅一般为845845mm，高270mm左右。见图见图1717。 1. 1.高纯多晶硅：高纯多晶硅：要求纯度6个“9”，使用前还必须经过高纯清洗。 2. 2.陶瓷坩埚：陶瓷坩埚：是盛装多晶硅料及液体硅的容器，主要成分为SiO2、Al2O3、CaO等。其形状是方形的，根据装料量的不同而有几种规格。 3. 3.高纯石墨件和固化碳毡：高纯石墨件和固化碳毡：用于构成石墨加热器、护板、隔热材料等。 4. 4.掺杂剂：掺杂剂：一般是硼硅母合金（含有硼的硅晶体）。 5. 5.高纯氩气：高纯氩气：是铸锭硅生产过程中的保护气体，要求纯度5个“9”。3