本發(fā)明涉及一種多晶硅的引晶方法，尤其涉及一種生產(chǎn)高效多晶硅的引晶片及引晶方法，屬于太陽電池晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
晶體硅的鑄錠生長過程是晶體硅太陽能電池生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)。晶體硅的晶體質(zhì)量從根本上決定了硅晶體太陽能電池的性能。高效多晶硅憑借其較高的性價(jià)比優(yōu)勢成為了目前主流的太陽能電池材料。高效多晶硅鑄錠通過生長柱狀晶粒，以增加晶體內(nèi)部垂直或近似垂直于電池PN結(jié)界面的晶界體積作為代價(jià)，利用細(xì)化的初期晶粒降低晶粒內(nèi)部的初始位錯(cuò)密度，利用豐富的晶界吸收晶粒生長、退火、降溫及后期熱處理過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，從而大幅度降低晶體內(nèi)部的位錯(cuò)比例。
目前，產(chǎn)生柱狀晶粒的方法主要有兩種：一種是利用鋪設(shè)于坩堝底部的多晶硅料(碎料：顆粒、粉末或碎片等)作為籽晶生長高效多晶；另一種是利用底部具有引晶功能的坩堝生長高效多晶。前者由于底部必須保留籽晶，導(dǎo)致硅錠底部紅區(qū)(低少子壽命區(qū))較高，鑄錠得率較低，鑄錠成本較高，同時(shí)操作也更復(fù)雜；后者無需保留籽晶，鑄錠得率較高，操作更簡單，但目前的引晶坩堝的都存在導(dǎo)致粘堝的風(fēng)險(xiǎn)。另外，目前的高效坩堝的引晶穩(wěn)定性較差，同時(shí)底部紅區(qū)高度一般在30-45mm，仍然在很大程度上影響著鑄錠收益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中，多晶硅錠生產(chǎn)過程中，鑄錠成本較高、操作復(fù)雜的技術(shù)問題，提供一種生產(chǎn)高效多晶硅的引晶片，減少硅錠底部紅區(qū)，提高鑄錠收益。
本發(fā)明的另一方面，提供一種利用所述引晶片生產(chǎn)高效多晶硅的引晶方法。
為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種生產(chǎn)高效多晶硅的引晶片，其特征在于：包括陶瓷基片，和粘附在陶瓷基片表面的引晶顆粒，在引晶顆粒及陶瓷基片的表面噴涂或涂刷有一層氮化硅涂層，所述引晶顆粒為石英顆粒、硅顆粒及碳化硅顆粒中的一種或幾種的混合物，引晶顆粒的粒徑大小為80-800μm，引晶顆粒的密度為150-16000個(gè)/cm2。
進(jìn)一步地，所述陶瓷基片采用石英、氮化硅、碳化硅和石墨的一種或幾種的混合材料制作而成，陶瓷基片的厚度為50-300μm。
進(jìn)一步地，所述陶瓷基片為由二氧化硅、碳化硅、石墨和氮化硅的一種或幾種的混合材料制作而成。
一種利用所述引晶片生產(chǎn)高效多晶硅的引晶方法，包括如下步驟：
S1：在坩堝內(nèi)壁噴涂上厚度80-120μm的氮化硅涂層；
S2：將引晶片緊湊拼接鋪設(shè)坩堝底部，鋪設(shè)成單層或多層；
S3：將硅料裝入鋪設(shè)好引晶片的坩堝內(nèi)，將坩堝放入鑄錠爐中，進(jìn)行高效多晶硅的生產(chǎn)。
本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明通過采用石英、氮化硅、碳化硅和石墨材質(zhì)的一種或幾種的混合材質(zhì)的制作陶瓷基片，在陶瓷基片表面粘附石英顆粒、硅顆粒及碳化硅顆粒中的一種或幾種的混合，然后在陶瓷基片表面噴涂或刷涂氮化硅涂層，制作成引晶片，將引晶片緊湊地鋪設(shè)于預(yù)先噴涂好氮化硅涂層的坩堝底部，然后裝料入爐。利用引晶片自身的高純度和致密性達(dá)到阻擋坩堝本體中雜質(zhì)進(jìn)入晶體硅中的目的，以此降低硅錠底部紅區(qū)提升鑄錠收益；利用引晶片的高溫易碎性，解決硅錠內(nèi)部應(yīng)力集聚的問題，避免鑄錠粘堝風(fēng)險(xiǎn)；由于引晶片尺寸遠(yuǎn)小于坩堝內(nèi)徑，因而更有利于制作均勻穩(wěn)定的引晶層。
經(jīng)測試，本發(fā)明可有效提高引晶穩(wěn)定性，可顯著去除硅錠底部紅區(qū)，底部紅區(qū)的高度在8-20mm之間，大幅度提高鑄錠收益，同時(shí)從根本上解決粘堝問題，從而降低鑄錠成本，提高鑄錠收益。
附圖說明
圖1為本發(fā)明引晶片的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中：1為氮化硅涂層，2為引晶顆粒，3為陶瓷基片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步以詳細(xì)描述。
實(shí)施例1：
如圖1所示，本發(fā)明的生產(chǎn)高效多晶硅的引晶片，包括陶瓷基片3，和粘附在陶瓷基片表面的引晶顆粒2，在引晶顆粒2及陶瓷基片3的表面噴涂或涂刷有一層氮化硅涂層1。引晶顆粒2為石英顆粒、硅顆粒及碳化硅顆粒中的一種或幾種的混合物，引晶顆粒的粒徑大小為80-800μm，引晶顆粒的密度為150-16000個(gè)/cm2。
陶瓷基片3采用石英、氮化硅、碳化硅和石墨的一種或幾種的混合材料制作而成，陶瓷基片的厚度為50-300μm。
優(yōu)選地，所述陶瓷基片由質(zhì)量百分比的下述材料制作而成：二氧化硅60-90％、碳化硅0-40％、石墨0-5％，氮化硅0.1-5％。
實(shí)施例2：
本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：所述陶瓷基片由質(zhì)量百分比的下述材料制作而成：二氧化硅1-5％，碳化硅70-90％，石墨0.1-5％，氮化硅0-0.5％。
實(shí)施例3：
本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：所述陶瓷基片由質(zhì)量百分比的下述材料制作而成：二氧化硅70-95％，碳化硅0-5％，石墨0.1-5％，氮化硅0-0.5％。
實(shí)施例4：
本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：所述陶瓷基片由質(zhì)量百分比的下述材料制作而成：二氧化硅0-5％，碳化硅0-5％，石墨90-100％，氮化硅0-5％。
實(shí)施例5：
本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：所述陶瓷基片由質(zhì)量百分比的下述材料制作而成：二氧化硅0-5％，碳化硅0-5％，石墨0-5％，氮化硅95-100％。
實(shí)施例6
本發(fā)明的另一方面，還提供一種利用所述引晶片生產(chǎn)高效多晶硅的引晶方法，包括如下步驟：
S1：在坩堝內(nèi)壁噴涂上厚度80-120μm的氮化硅涂層；
S2：將引晶片緊湊拼接鋪設(shè)坩堝底部，鋪設(shè)為單層
S3：將硅料裝入鋪設(shè)好引晶片的坩堝內(nèi)，將坩堝放入鑄錠爐中，進(jìn)行高效多晶硅的生產(chǎn)。
經(jīng)測試，采用本發(fā)明的引晶片，進(jìn)行晶硅鑄錠，可顯著提高少子壽命，減少晶硅鑄錠頭部低少子壽命區(qū)域的寬度，鑄錠完成后，坩堝底部不粘堝。將實(shí)施例1-5的引晶片用于生產(chǎn)高效多晶硅，結(jié)果如表1：
表1
以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本專利的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。