1.本申請涉及單晶硅片制造，具體涉及一種可用于太陽能電池的單晶硅片材的制造方法。
背景技術：
2.硅的單晶體，是一種具有基本完整的點陣結構的晶體。不同的方向具有不同的性質，是一種良好的半導材料。用高純度的多晶硅在直拉或者區熔單晶爐內熔融拉制而成，拉制的晶棒通過帶鋸或者線鋸切片機切割出硅片。近年來也出現了使用鑄錠的方法鑄造單晶硅錠，其晶體質量低于直拉或者區熔法單晶，僅僅在光伏行業使用。單晶硅片用于制造半導體器件、太陽能電池等。
3.傳統的單晶硅片技術的技術路線圖為：
4.首先，使用石英砂(成分主要為二氧化硅及雜質)同焦炭在電爐內進行冶煉還原得到98％左右的金屬硅(雜質主要為鋁鐵鈣等金屬成分)。
5.其次，使用金屬硅同鹵族化合物反應，通過化學提純得到高純的鹵代硅烷。通常為三氯氫硅，四氯化硅，二路二氫硅，六氯化二硅。也有進一步通過反歧化反應獲得硅烷。
6.然后，將這些高純的三氯氫硅，或者硅烷等作為前驅體通入還原爐或者流化床等反應設備。還原爐可制得成對的硅棒，流化床則制得球狀的顆粒硅。
7.再然后，將破碎的硅棒或者顆粒硅填入石英坩堝，通過直拉法(也稱cz法，切氏法，柴氏法)或者區熔法(fz法)制得單晶圓棒，或者鑄錠法制得準單晶或者多晶硅錠。
8.最后，將硅錠或者硅棒去邊皮，頭尾，開方，然后使用帶鋸或者線鋸切割成為硅片。
9.通常來說，硅錠或者硅棒去邊皮，頭尾，開方，將余下大量邊角料。帶鋸或者線鋸切割硅片的時候，由于帶鋸的刃片和線鋸的鋼線都有一定厚度，刃片和鋼線接觸到的硅錠硅棒被機械粉碎后進入切削液，這稱作刃口或者切割損失。目前的太陽能硅片的技術，硅片厚度為150-180微米，刃口損失在80微米之間，不久的將來可能推進至僅有50微米刃口損失。這些邊角料加刃口損失合計高達50％左右，即僅有50％的高純多晶硅原料成為了硅片。并且多晶硅原料的還原工藝是一千多攝氏度高溫(硅烷流化床略低為600-800攝氏度)下的工藝，而拉晶需要將硅料融化，加熱超過一千四百多度，在中國多晶硅原料工廠和單晶硅工廠普遍建設自備電廠，或者遷移到新疆內蒙等電價低的坑口電廠(指電廠建設在煤礦的坑口，以免去煤炭運輸的成本)使用電廠的直供電以省去電網的上網費或者水電豐富的地區利用豐水期的低價水電以降低生產的電力成本。此外，拉制單晶需要石英坩堝，石墨坩堝，石墨加熱器，線鋸的鋼線都是耗材，帶來很多成本
聲明：
“單晶硅片材的制造方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：丁欣
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2025年07月23日 ~ 26日 
