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铸造多晶硅晶体生长炉步骤和工艺
铸造多晶硅晶体生长炉步骤和工艺下面介绍铸造太阳能发电用的多晶硅晶体生长炉的步骤和工艺的过程点。
铸造太阳能发电用的多晶硅晶体生长炉有六个步骤：
铸造太阳能发电用的多晶硅晶体生长炉步骤——“装料”
将装有涂层的石英坩锅放置在热交换台（冷却板）上，放入适量的硅原料，然后 安放加热设备、隔热设备和炉罩，将炉内抽成真空，让炉内压力降至0. 05～0. lmbar (lbar=105Pa)，并保持真空。并通入氩气作为保护气，使炉内压力基本维持在 400～600 mbar 左右。
但是在铸造多晶硅晶体制备时，在原材料熔化、硅晶体结晶的过程中，硅熔体和 石英坩锅长时间接触，会产生黏滞作用，由于两者的热膨胀系数不同，在晶体冷却时很可能造成硅晶体或石英坩锅破裂；同时，由于硅熔体和石英坩锅长时间接触，和制备直拉硅单晶时一样，会造成石英坩锅的腐蚀，使得多晶硅中的氧浓度升高。为了解决这个问题，工艺上一般利用S3N4或SiO/SiN等材料作为涂层，附加在石英坩锅的内壁，从而隔离了硅熔体和石英坩锅的直接接触，不仅能够解决黏滞问题，而且可以降低多晶硅中的氧杂质浓度；进一步地，Si3N4涂层的利用，还使得石英坩锅有可能得到重复使用，达到降低生产成本的目的。
目前，铸造太阳能发电的多晶硅的装料量可以达到500～650 kg。由于晶体生长时的热量散发问题，多晶硅的高度很难增加；所以，要增加多晶硅的体积和重量的主要方法是增加坩埚容器的边长。但是，边长尺寸的增加也不是无限的，因为在多晶硅晶锭的加工过程中，目前使用的外圆切割机或带锯对大尺寸晶锭处理显得困难；其次，石墨加 热器和其他石墨件需要周期性的更换，晶锭的尺寸越大，更换的成本越高。
铸造太阳能发电用的多晶硅晶体生长炉步骤--“加热”
利用晶体炉的石墨加热器给炉体加热，首先使石墨部件(包括加热器、坩锅板、 热量交换台等）、隔热层、硅原料等表面吸附的湿气蒸发，然后缓慢加温，使这个石英 坩锅的温度至1 200～1 300°C左右。
铸造太阳能发电用的多晶硅晶体生长炉步骤--“化料”
通人氩气(Ar)作为保护气，使炉内压力基本维持在400～600mbar左右。逐渐增加加热功率，使石英坩锅内温度达到1500°C左右，开始熔化硅原料，在熔化过程 中，一直保持1500 C左右，直至化料结束。
铸造太阳能发电用的多晶硅晶体生长炉步骤--“晶体生长”
硅原料熔化结束后，降低加热功率，使石英#锅的温度降低到1 420～1 440°C硅熔点左右。然后石英#锅逐渐向下移动，或者隔热装置逐渐上升，使得石英坩锅慢 慢脱离加热区，和周围形成热交换；同时,冷却板通水，使熔体的温度从底部开始降低，硅晶体在底部首先形成，并柱状向上生长，生长过程中固、液界面始终保持和水平面平行，直至晶体生长完成。
铸造太阳能发电用的多晶硅晶体生长炉步骤--“退火”
晶体生长完成后，由于晶体底部和上部存在较大的温度梯度，因此，晶锭中可能存在热应力，在今后硅片的加工和电池的制备过程中容易造成硅片碎裂。
所以，晶体生长完成后，晶锭保持在熔点附近2～4小时，对多晶硅晶体进行了“原位”（in situ)热处理，使得晶锭温度均匀，以减少热应力，最终使得晶体内位错密度降低。
铸造太阳能发电用的多晶硅晶体生长炉的六个步骤分别为“装料、加热、化料、晶体生长、退火、冷却”，最后一步我们将在下一文介绍。
更新时间：2015-8-20 6:13:36
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