多晶硅铸锭及铸造不良分析

一.多晶硅铸锭生产过程

二.EL黑边形成原因分析

三.多晶硅片切割生产流程

四.砂浆切割与金刚线切割对比

硅料单晶硅棒单晶硅片单晶电池多晶硅锭多晶硅片多晶电池太阳能电池组件系统应用光伏产业链一.多晶硅铸锭工艺流程坩埚喷涂冷却退火长晶熔化加热配料坩埚烘烤出炉进炉装料硅料准备铸锭炉运行一.多晶硅铸锭工艺流程1.坩埚喷涂目的：坩埚内壁喷Si3N4涂层，在铸锭过程中隔绝坩埚和硅液，减少坩埚成分对硅液污染，降低硅锭杂质含量，也避免了熔硅对石英坩埚内壁的侵蚀，防止坩埚与硅锭粘连，对硅锭质量造成影响。备料：准备好400g

Si3N4粉末和1600ml

纯水。Si3N4粉末称好后，用细网（100目）进行过筛，将Si3N4粉末和纯水放入烘箱进行烘烤，烘箱温度维持在50℃左右，烘烤时间15分钟左右。

氮化硅粉末一.多晶硅铸锭工艺流程1.坩埚喷涂喷涂：用喷枪从上到下依次喷涂坩埚内表面。注意喷枪移动速度和喷量，保持均匀。喷涂时喷枪移动平稳匀速，枪口离喷涂面保持在30CM，四周内侧面喷涂到坩埚3∕4高度。石英坩埚喷涂一.多晶硅铸锭工艺流程2.坩埚烘烤目的：对喷涂好的坩埚均匀、完整地高温干燥处理，强化涂层组织，使Si3N4涂层更好的吸附在坩埚的内壁，不易脱落。1.7小时线性升温到1050°C；

2.在1050°C均热处理3-4小时；

3.15分钟内功率线性下降到0；

4.当箱内的温度达到300°C以下时，若需加速冷确则可以把烤箱门打开几个厘米。一.多晶硅铸锭工艺流程3.配料掺杂又称配料，主要是用来改变施主杂质（如磷）或受主杂质（如硼）的杂质浓度，使其生长出的晶体达到规定的要求。制作一定型号和电阻率的多晶硅锭，要选用适当的掺杂剂-母合金，采用母合金作为掺杂剂是为了使掺杂量更容易控制，更准确。所谓“母合金”就是杂质元素与硅的合金，常用的母合金有硅硼和硅磷两种，制作P型多晶硅锭采用硅硼母合金进行掺杂。掺杂硅硼母合金掺杂硅磷母合金一.多晶硅铸锭工艺流程4.装料目的：规范、合理的将原料装入坩埚，防止硅料在装炉过程中发生污染并且损伤Si3N4涂层、坩埚，影响硅锭质量。①选取护片，将其平铺在坩埚底部，护片与护片之间应尽可能摆放整齐，底面平

铺护片时，应注意动作要轻，且一旦放手就不要再坩埚内移动。并在护片上平铺小颗粒状硅料，若无护片，可用表面平整、规则的硅料对底部进行保护。一.多晶硅铸锭工艺流程4.装料②坩埚四周也要选用护片或者表面平整的硅料进行保护，用块装回炉料进行保护时，中间应保持2-3cm的间隙。空隙间可用小颗粒或碎硅料进行填充。③大块料放置于坩埚靠底部中间，但注意这些硅料之间要存在空隙，要与坩埚内壁保持5-7cm的间隙，且大块料不能放在坩埚四个角落，避免发生膨胀时损坏坩埚；待平铺完一层硅料后就用碎硅料填充大料之间的空隙；待碎硅料填充完空隙后，又在上面平铺一层大块料，间隙再用碎料填充，一层一层向上装料

一.多晶硅铸锭工艺流程④装料至坩埚高度1/2-2/3时，将搀杂剂均匀放在硅料上；当装料距坩埚顶部3-5cm时，应特别注意中部装料应尽量放置块装料、大料；且在坩埚上沿要注意硅料不能超出坩埚四周，所装料表面要平整，防止滑落，并不能高出坩埚10cm。4.装料一.多晶硅铸锭工艺流程5.进炉目的：将装满原料的坩埚，准确、平稳的放置到炉内6.铸锭炉运行目的：通过铸锭炉电阻加热技术，对硅原料进行熔化、定向凝固，生产高品质、大规格多晶硅铸锭。一.多晶硅铸锭工艺流程②熔化：采用温度控制模式，温度从1500℃升至最后的熔化温度(约1550℃)，以完成硅料的熔化，为硅锭生长做好准备。6.铸锭炉运行③长晶：硅液则从坩埚底部开始，并呈柱状向上生长，生长的过程中固液界面始终保持与水平面平行，直至晶体生长完成（成长的方向则取决于坩埚底部至液面得温度梯度）。④退火：长晶完成的硅锭，从底部到至顶部存在温度梯度的情况，温度梯度会导致硅锭产生内部应力，造成差排以及较小的裂痕等。退火过程把温度提高到1300℃或是稍高的温度，则可以把成长完硅锭的内部应力消除，把差排从晶格间移到自然地边角或边缘，使得硅锭的品质更趋完美。消除硅锭成长完成的应力。⑤冷却：关闭加热功率，通入大流量氩气，使硅锭温度均匀降低至室温①加热：加热的目的是提高石墨部件和硅料的温度，以让所有的石墨部件及隔热笼装置吸附的湿气和硅料表面的湿气被蒸发掉一.多晶硅铸锭工艺流程7.出炉脱锭入库步骤：打开炉体，使用叉车将结晶好的硅锭从炉体取出。缓慢将硅锭放在专用推车上，盖上保温罩，拉至指定点。标注高温，小心烫伤步骤：取出石墨侧板，脱掉石英坩埚对硅锭四周进行清理卫生标注硅锭编号入库二.EL黑边分析二.EL黑边分析EL黑区的来源二.EL黑边分析电池EL测试图像二.EL黑边分析组件常见I,L型黑边，以及位错团位错线二.EL黑边分析多晶电池EL黑边片（PL图像、DL扫描图、IQE扫描图）二.EL黑边分析98765102120194112225183122324172131415161

A区15913

B区234678

101112141516

C区17181920

2122232425

A:B:C=4:12:9“黑边”：“正常区”=16：9硅锭分25块“砖”黑边分布区域二.EL黑边分析黑边分布区域主要来自原料问题。金属杂质会来自坩埚和硅料本身，主要来自底部和侧壁的坩埚扩散，由此靠近底部和侧壁的硅片会有明显高金属杂质含量的情况二.EL黑边分析一.供应商改进措施：1.要求硅片供应商按硅锭A、B、C区硅片分开包装；2.通过提升坩埚来料质量减少杂质源扩散来降低硅锭红区宽度；3.通过增大坩埚内部尺寸减少红区比例，以便更多红区被切除；4.改进坩埚涂层，优化涂层阻挡性能，减少杂质源扩散来降低硅锭红区宽度；5.改进铸锭工艺和热场优化热场和铸锭工艺时间，减少杂质源扩散来降低硅锭红区宽度；6.在硅锭开方过程中，提升中心钢线与硅锭中心线吻合度，防止切偏导致一边红区大，一边红区小；7.其它一切有利于减少杂质扩散及红区切除的方案；二.生产过程控制1.硅片来料PL