一种N型单晶硅生产设备及生产方法与流程

本发明涉及光伏制造，尤其涉及一种n型单晶硅生产设备及生产方法。

背景技术：

1、光伏行业内一般采用直拉法生产单晶硅。在单晶硅生长过程中，利用提拉机构和籽晶夹头将籽晶浸入石英坩埚内的熔体硅中，并利用提拉机构将籽晶向上缓慢提拉，通过这种方式在籽晶的下方生长出一定直径的单晶硅棒。

2、但是，单晶硅棒生长时电阻率的变化范围较大，生长出的单晶硅棒氧含量较高，导致单晶硅棒的品质下降。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种n型单晶硅生产设备。

2、本发明提供如下技术方案：

3、一种n型单晶硅生产设备，包括：

4、单晶炉本体，所述单晶炉本体内设置有坩埚；以及

5、气体输送装置，所述气体输送装置包括输气管、出气组件和第一升降组件，所述输气管用于输送还原气体和/或掺杂气体，所述出气组件连接于所述输气管的出气端，所述第一升降组件设置于所述单晶炉本体，所述第一升降组件连接所述输气管，并用于驱使所述输气管升降，以带动所述出气组件离开或进入所述坩埚内。

6、作为对所述n型单晶硅生产设备的进一步可选的方案，所述坩埚内设置有坩埚隔离件，所述出气组件进入所述坩埚时位于所述坩埚隔离件与所述坩埚的内壁之间。

7、作为对所述n型单晶硅生产设备的进一步可选的方案，所述n型单晶硅生产设备还包括加料装置，所述加料装置包括升降连接件和第二升降组件，所述单晶炉本体上设置有加料孔；

8、所述升降连接件穿设于所述加料孔，所述升降连接件的一端用于连接原料硅棒，所述第二升降组件设置于所述单晶炉本体，所述第二升降组件连接所述升降连接件，并用于驱使所述升降连接件升降，以带动所述原料硅棒离开或进入所述坩埚内。

9、作为对所述n型单晶硅生产设备的进一步可选的方案，所述加料装置还包括支撑筒，所述支撑筒的一端与所述单晶炉本体连接，并环绕所述加料孔，所述支撑筒的侧壁设置有可容所述原料硅棒穿过的开口，所述第二升降组件设置于所述支撑筒的另一端，所述升降连接件穿设于所述支撑筒内。

10、作为对所述n型单晶硅生产设备的进一步可选的方案，所述单晶炉本体上活动设置有挡板，所述挡板用于封闭所述加料孔；

11、所述加料装置还包括抽气管，所述抽气管与所述支撑筒连接。

12、本发明的另一目的是提供一种生产方法。

13、本发明提供如下技术方案：

14、一种生产方法，应用于上述n型单晶硅生产设备，所述生产方法包括：

15、将硅料和掺杂剂装入所述坩埚，在所述坩埚内形成熔体硅；

16、安装籽晶，进行引晶；

17、放肩；

18、转肩、等直径生长单晶硅棒；

19、当所述单晶硅棒生长到第一预设长度时，通过所述输气管向熔体硅中通入掺杂气体；

20、使所述单晶硅棒继续生长；

21、其中，从引晶开始，通过所述输气管向熔体硅中通入还原气体。

22、作为对所述生产方法的进一步可选的方案，向熔体硅中通入的还原气体的流量为ql/min，0.1l/min≤ql/min≤5l/min。

23、作为对所述生产方法的进一步可选的方案，在引晶过程中，向熔体硅中通入的还原气体的流量保持不变；

24、在放肩过程中，向熔体硅中通入的还原气体的流量逐渐增大；

25、在转肩、等直径生长所述单晶硅棒过程中，向熔体硅中通入的还原气体的流量逐渐减小，当所述单晶硅棒生长到所述第一预设长度时，停止向熔体中通入还原气体。

26、作为对所述生产方法的进一步可选的方案，在引晶过程中，向熔体硅中通入的还原气体的流量保持不变；

27、在放肩过程中，向熔体硅中通入的还原气体的流量逐渐增大；

28、在转肩、等直径生长所述单晶硅棒过程中，向熔体硅中通入的还原气体的流量保持不变。

29、作为对所述生产方法的进一步可选的方案，当所述单晶硅棒生长到所述第一预设长度时，通过所述输气管向熔体硅中通入的掺杂气体的重量等于所述单晶硅棒生长到所述第一预设长度消耗的掺杂剂的重量；

30、使所述单晶硅棒继续生长的过程中，通过所述输气管向熔体硅中通入掺杂气体，且通入的掺杂气体的重量等于所述单晶硅棒生长消耗的掺杂剂的重量。

31、本发明的实施例具有如下有益效果：

32、使用上述n型单晶硅生产设备生产单晶硅时，将硅料和掺杂剂装入单晶炉本体内的坩埚，加热形成熔体硅，然后进行单晶硅棒的生长。在单晶硅棒的生长过程中，第一升降组件驱使输气管下降，带动出气组件进入坩埚内，然后通过输气管向熔体硅中通入还原气体，能够降低熔体硅固-液界面以及熔体硅表面的氧含量，从而降低单晶硅棒的氧含量，提升单晶硅棒的品质。此外，当单晶硅棒生长到第一预设长度时，通过输气管向熔体硅中通入掺杂气体，能够对单晶硅棒的电阻率进行调节，使得单晶硅棒生长时电阻率的变化范围更小，电阻率一致性更好，同样能够提升单晶硅棒的品质。

33、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

技术特征：

1.一种n型单晶硅生产设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的n型单晶硅生产设备，其特征在于，所述坩埚内设置有坩埚隔离件，所述出气组件进入所述坩埚时位于所述坩埚隔离件与所述坩埚的内壁之间。

3.根据权利要求1所述的n型单晶硅生产设备，其特征在于，所述n型单晶硅生产设备还包括加料装置，所述加料装置包括升降连接件和第二升降组件，所述单晶炉本体上设置有加料孔；

4.根据权利要求3所述的n型单晶硅生产设备，其特征在于，所述加料装置还包括支撑筒，所述支撑筒的一端与所述单晶炉本体连接，并环绕所述加料孔，所述支撑筒的侧壁设置有可容所述原料硅棒穿过的开口，所述第二升降组件设置于所述支撑筒的另一端，所述升降连接件穿设于所述支撑筒内。

5.根据权利要求4所述的n型单晶硅生产设备，其特征在于，所述单晶炉本体上活动设置有挡板，所述挡板用于封闭所述加料孔；

6.一种生产方法，其特征在于，应用于权利要求1-5中任一项所述的n型单晶硅生产设备，所述生产方法包括：

7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，向熔体硅中通入的还原气体的流量为ql/min，0.1l/min≤ql/min≤5l/min。

8.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，在引晶过程中，向熔体硅中通入的还原气体的流量保持不变；

9.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，在引晶过程中，向熔体硅中通入的还原气体的流量保持不变；

10.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，当所述单晶硅棒生长到所述第一预设长度时，通过所述输气管向熔体硅中通入的掺杂气体的重量等于所述单晶硅棒生长到所述第一预设长度消耗的掺杂剂的重量；

技术总结本发明提供一种N型单晶硅生产设备及生产方法，涉及光伏制造技术领域。N型单晶硅生产设备包括单晶炉本体以及气体输送装置；单晶炉本体内设置有坩埚；气体输送装置包括输气管、出气组件和第一升降组件，出气组件连接于输气管的出气端，第一升降组件设置于单晶炉本体，第一升降组件连接输气管。在单晶硅棒的生长过程中，第一升降组件驱使输气管下降，带动出气组件进入坩埚内，然后通过输气管向熔体硅中通入还原气体，能够降低单晶硅棒的氧含量，提升单晶硅棒的品质。通过输气管向熔体硅中通入掺杂气体，能够对单晶硅棒的电阻率进行调节，使得单晶硅棒生长时电阻率的变化范围更小，电阻率一致性更好，同样能够提升单晶硅棒的品质。技术研发人员：邹凯,莫磊,张国宏,田栋东,李长营,张德林,周文东,杜明受保护的技术使用者：甘肃瓜州宝丰硅材料开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13