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氮化硅厂家-中汇新材介绍硅的铸锭工艺

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氮化硅厂家-中汇新材介绍硅的铸锭工艺

发布日期:2017-03-25 作者: 点击:

氮化硅

  铸锭工艺主要有定向凝固法和浇铸法两种。定向凝固法是将硅料放在柑塌中加以熔融,然后将柑塌从热场中逐渐下降或从增蜗底部通上冷源以造成一定的温度梯度,使固液界面从柑蜗底部向上移动而形成晶锭。定向凝固法中有一种称为热交换法(HEM),在柑祸底部通入气体冷源来形成温度梯度。浇铸法是将熔化后的硅液从增祸中倒入另一模具中凝固以形成晶锭,铸出硅锭呈方形,切成的硅片一般尺寸为10cmXl0cm,平均晶粒尺寸从毫米到厘米。

  铸锭法中需要解决的主要问题是:(1)盛硅容器的材质。国为硅熔体冷凝时会牢固地粘附在柑祸的内壁,若两者的膨胀系数不同,硅固化时体积增加9%,会使硅锭产生裂纹或破碎。此外,熔化硅几乎能与所有材料起化学反应,因而柑祸对硅料的污染必须控制在太阳级硅所允许的限度以内。(2)晶体结构。用调整热场等方法控制晶体结构,以生长出大小适当(数毫米)的具有单向性的晶粒,并尽量减少晶体中的缺陷,这样才有可能制成效率较高的电池。

  近年来,铸锭工艺主要朝大锭的方向发展。技术先进的公司生产的铸锭多在55cmX55cm(锭重150kJ左右,目前65cmX65cm(锭重230kJ的方形硅锭也已被铸出,铸锭时间在3一43h范围,切片前硅材料的实收率可达到83.8%。大型铸锭炉多采用中频加热,以适应大形硅锭及工业化规模。与此同时,硅锭质量也得到明显的改进,经过工艺优化和柑蜗材质改进,使缺陷及杂质、氧、碳含量减少。在晶体生长中固液界面的形状会影响晶粒结构的均匀性与材料的电性能,一般而言,水平形状的固液界面较好。由于硅锭整体质量的提高,使硅锭的可利用率得到明显提高。

  由于铸锭中采用低成本的柑祸及脱模涂料,对硅锭的材质仍会造成影响。近年来电磁法(EMC)被用来进行铸锭试验,方法是投炉硅料从上部连续加到熔融硅处,而熔融硅与无底的冷柑涡通过电磁力保持接触,同时固化的硅被连续地向下拉。冷增涡用水冷的铜涡来形成。目前该工艺已铸出截面为220mmX220mm的长硅锭,铸锭的材质纯度比常规硅锭高。生产性的铸锭炉已铸造出500kg的硅锭,锭的截面为350mmX350mm,2. 2m长,固化率为1mm/min。固化及冷却时所产生的热应力是影响硅锭质量的主要参数,应不断优化和改进。


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