多晶硅铸锭炉生产工艺控制技术和设备组

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的设备之一。它通过使用化学方法得到的高纯度硅
熔融，调整成为适合太阳能电池的化学组成，采用定
向长晶凝固技术将溶体制成硅锭。这样，就可切片
供太阳能电池使用。
多晶硅铸锭炉采用的生长方法主要为热交换法
与布里曼法结合的方式。这种类型的结晶炉，在加
热过程中保温层和底部的隔热层闭合严密，保证加
热时内部热量不会大量外泄，保证了加热的有效性
及加热的均温j生。开始结晶时，充入保护气，装有熔
融硅料的坩埚不动，将保温层缓慢向上移动，坩埚底
部的热量通过保温层与隔热层之间的空隙发散出
去，通过气体与炉壁的热量置换，逐渐降低坩埚底托
的温度。在此过程中，结晶好的晶体逐步离开加热
区，而熔融的硅液仍然处在加热区内。这样在结晶
过程中液固界面形成比较稳定的温度梯度，有利于
晶体的生长。其特点是液相温度梯度dT／dX接近
常数，生长速度可调。
通过多晶硅铸锭法所获得的多晶硅可直接获得
方形材料，并能制出大型硅锭；电能消耗低，并能用
较低纯度的硅作投炉料；全自动铸锭炉生产周期大
约50 h可生产200 kg以上的硅锭，晶粒的尺寸达到
厘米级；采用该工艺在多晶硅片上做出电池转换效
率超过14％ 。
多晶硅铸锭炉融合了当今先进的工艺技术、控
制技术、设备设计及制造技术，使它不仅具有完善的
性能，而且具有稳定性好、可靠性高，适合长时间、大
批量太阳能级多晶硅的生产。
1 多晶硅铸锭炉的主要工艺特点
为了保证产品的性能及一致性，并适应大批量
基金项目：国家863科研攻关项目(项目编号：2006AA05Z407)。
作者简介：侯炜强(1966一)，男，毕业于桂林电子工业学院，高级工程师，主要从事电子工艺专用设备的研发工作。
维普资讯
电子工艺技术 第29卷第5期
太阳能级多晶硅的生产。根据以上的多晶硅铸锭炉
定向生长凝固技术原理，并结合我国当前实际需要，
我们特别制定了以下的工艺流程。
多晶硅主要工艺参数如下。
第一步：预热
(1)预热真空度：大约1．05 mPa；(2)预热温度：
室温一1 200 oC；(3)预热时间：大约15 h；(4)预热
保温要求：完全保温。
第二步：熔化
(1)熔化真空度：大约44．1 Pa；(2)熔化温度：
1 200℃ ～1 550℃ ；(3)熔化时间：大约5 h；(4)熔
化保温要求：完全保温；(5)开始充保护气。
第三步：长晶
(1)长晶真空
度：大约44．1 Pa；(2)长晶温度：
1 440℃ ～1 400 oE；(3)长晶时间：大约10 h；(4)
长晶保温要求：缓慢取消保温；(5)连续充保护气。
第四步：退火
(1)退火真空度：大约44．1 Pa；(2)退火温度：
i 400℃ ～1 000 oC；(3)退火

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