多晶硅鑄錠工藝流程

1、多晶硅鑄錠工藝目錄目錄1 1、研究背景、研究背景2 2、多晶硅鑄錠的實(shí)驗(yàn)方法、多晶硅鑄錠的實(shí)驗(yàn)方法3 3、鑄錠車間生產(chǎn)流程、鑄錠車間生產(chǎn)流程3.1 3.1 噴涂工序噴涂工序3.2 3.2 裝料工序裝料工序3.33.3鑄錠工序鑄錠工序4 4、硅錠項(xiàng)目檢測(cè)、硅錠項(xiàng)目檢測(cè)1 1、研究背景、研究背景 在光伏產(chǎn)業(yè)不斷追求高的電池轉(zhuǎn)換效率和低成本的進(jìn)程中，多晶硅的鑄錠技術(shù)也在不斷的更新和完善，生產(chǎn)推廣了G6型坩堝并采用了全融法引晶。 本文以生產(chǎn)中石英砂引晶的G6型坩堝（柯瑞寶）為例，簡(jiǎn)述整個(gè)多晶硅鑄錠流程。準(zhǔn)備準(zhǔn)備鑄錠鑄錠開方開方切切頭頭尾尾線切線切清洗分選包裝清洗分選包裝研磨、倒研磨、倒角角2 2、實(shí)驗(yàn)

2、方法、實(shí)驗(yàn)方法圖圖2-12-1高效晶硅鑄錠工藝流程高效晶硅鑄錠工藝流程鑄錠：G 6型 810Kg坩堝尺寸：890890480mm3母合金：硼3 3、鑄錠車間生產(chǎn)流程、鑄錠車間生產(chǎn)流程 3.1 3.1 涂層工序涂層工序1 1、準(zhǔn)備石英坩堝、準(zhǔn)備石英坩堝 檢查石英坩堝表面，應(yīng)干凈無污染且無裂紋，內(nèi)部不能有超過2mm的劃痕、凹坑、突起。另石英坩堝的尺寸如內(nèi)外部尺寸，上邊墻厚度，底部厚度等數(shù)據(jù)需核對(duì)，如坩堝底部過厚或過薄會(huì)引起鑄錠熱場(chǎng)工藝的變化。2 2、坩堝涂層、坩堝涂層 坩堝底部和邊部先進(jìn)行人工操作刷涂，等涂層凝結(jié)在進(jìn)行噴槍噴涂。由于車間人員的手法存在差異，刷涂和噴涂的次數(shù)是不一致的，但涂層的量是一

3、定的。 刷涂的涂層包括氮化硅粉（底部和邊部分別為120g、380g）、硅溶膠（60g、150g）、PVA（50g、120g）和純水（180g、340g），噴涂的涂層中則無PVA。 3 3、檢查涂層、檢查涂層 在噴涂坩堝側(cè)壁的過程中需用擋板遮住坩堝底部，約為側(cè)壁34的地方。噴涂和刷涂過程中要均勻使液體凝聚，涂層必須滿足均勻、無氣泡、無脫落、無裂縫等。4 4、注意事項(xiàng)、注意事項(xiàng) 坩堝噴涂車間需要保持一定的溫度，溫度較低環(huán)境需在配比涂層時(shí)對(duì)純水加熱。車間工人必須穿防護(hù)服，戴過濾口罩，打開排風(fēng)裝置。 原料的雜質(zhì)濃度會(huì)影響鑄錠爐的化料時(shí)間，或鑄錠爐在長(zhǎng)晶等階段出現(xiàn)異常，此時(shí)鑄錠時(shí)間可能較一般工藝時(shí)間長(zhǎng)2

4、-4個(gè)小時(shí)，底部氮化硅的量太少會(huì)導(dǎo)致無法順利脫模，硅錠底部開裂。而過量的氮化硅會(huì)覆蓋住石英砂，從而導(dǎo)致引晶效果不明顯，因此要在鑄錠中做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 3.2 3.2裝料工序裝料工序1 1、備料 多晶硅塊（多晶硅塊（chunkchunk）料）料碎塊（碎塊（finesfines）硅顆粒硅顆粒硅粉硅粉頭料頭料邊料邊料尾料尾料碎片碎片單晶邊皮料單晶邊皮料單晶頭料單晶頭料 對(duì)多晶硅的原硅料和回收料使用PN測(cè)試儀和電阻率進(jìn)行分檔分類，直到達(dá)到配比質(zhì)量，最后計(jì)算出需要的摻雜劑質(zhì)量。電阻率測(cè)試儀PN型測(cè)試儀2 2、裝料、裝料 b b、將碎片置于邊料之上、將碎片置于邊料之上c c、輕輕將塊狀料置于碎片之上、輕輕

5、將塊狀料置于碎片之上a a、選取邊料墊于坩堝底部、選取邊料墊于坩堝底部d d、頂部不放大硅料，也不放置細(xì)碎硅料、頂部不放大硅料，也不放置細(xì)碎硅料 裝料時(shí)操作工戴上PVC手套和防護(hù)服，輕拿輕放防止氮化硅涂層被破壞。 3.3 3.3鑄錠工序鑄錠工序裝爐裝爐抽真空抽真空檢漏檢漏加熱加熱熔化熔化長(zhǎng)晶長(zhǎng)晶退火退火冷卻冷卻出爐出爐加熱加熱 在真空狀態(tài)下開始加熱、按照一定的工藝程序，對(duì)硅料、熱場(chǎng)、坩堝等進(jìn)行排濕、排雜。融化融化 熔化與加熱的延伸、也可以理解為加熱，但在工藝程序上的設(shè)計(jì)上有較大的差別，最終目的是將硅塊熔化為硅液。長(zhǎng)晶長(zhǎng)晶 熔進(jìn)入長(zhǎng)晶階段，打開隔熱籠以冷卻DS-BLOCK，坩堝內(nèi)硅液順著溫度梯度

6、，從底部向頂部定向凝固。退火退火 因在長(zhǎng)晶階段硅錠存在溫度梯度，內(nèi)部存在應(yīng)力。若直接冷卻出爐，硅錠存在隱裂，在開方和線切階段，外力作用會(huì)使硅片破裂，退火的作用是使硅錠內(nèi)部溫度一致，消除硅錠內(nèi)的應(yīng)力。冷卻冷卻 冷卻階段隔熱籠慢慢打開，壓力逐漸上升，冷卻階段時(shí)間較長(zhǎng)，其作用與退火一樣重要，直接影響硅錠的性能。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 在熔化和長(zhǎng)晶階段工會(huì)出現(xiàn)熔化、中間長(zhǎng)晶和邊部長(zhǎng)晶三次報(bào)警。在鑄錠循環(huán)過程中，這兩個(gè)階段需予以密切關(guān)注。 當(dāng)爐內(nèi)壓力低于980mbar時(shí)，需要對(duì)爐子進(jìn)行充氣。回填操作時(shí)爐內(nèi)壓力大于這一數(shù)值時(shí)沒有自動(dòng)停止，需自動(dòng)停止。 鑄錠過程中根據(jù)爐內(nèi)出現(xiàn)不同情況手動(dòng)調(diào)整，如適當(dāng)延長(zhǎng)長(zhǎng)晶時(shí)間等。注意爐內(nèi)的水電、氣壓。 4 4、硅錠項(xiàng)目檢測(cè)、硅錠項(xiàng)目檢測(cè)1.21.251.31.351.41.451.510%尾20%30%40%50%60%70%80%90% 典型的電阻率分布呈現(xiàn)出上述的變化趨勢(shì)，尾高頭低。主要是因?yàn)樗砑拥哪负辖鸬姆帜禂?shù)造成的，檢測(cè)硅錠中的電阻率是否出現(xiàn)異常。電阻率電阻率 少子壽命分布狀況少子壽命分布狀況 檢驗(yàn)