一、多晶硅錠的制備工藝

根據生長方法的不同，多晶硅可分為等軸晶、柱狀晶。通常在熱過冷及自由凝固的情況下會形成等軸晶，其特點是晶粒細，機械物理性能各向同性。如果在凝固過程中控制液固界面的溫度梯度，形成單方向熱流，實行可控的定向凝固，則可形成物理機械性能各向異性的多晶柱狀晶，太陽能電池多晶硅錠就是采用這種定向凝固的方法生產的。在實際生產中，太陽能電池多晶硅錠的定向凝固生長方法主要有澆鑄法、熱交換法（H EM）、布里曼（B ridgem an）法、電磁鑄錠法，其中熱交換法與布里曼法通常結合在一起。

熱交換法及布里曼法都是把熔化及凝固置于同一坩堝中（?避免了二次污染），其中熱交換法是將硅料在坩堝中熔化后，在坩堝底部通冷卻水或冷氣體，在底部進行熱量交換，形成溫度梯度，促使晶體定向生長。布里曼法則是在硅料熔化后，將坩堝或加熱元件移動使結晶好的晶體離開加熱區，而液硅仍然處于加熱區，這樣在結晶過程中液固界面形成比較穩定的溫度梯度，有利于晶體的生長。其特點是液相溫度梯度dT/dX 接近常數，生長速度受工作臺下移速度及冷卻水流量控制趨近于常數，生長速度可以調節。

本項目生產所用結晶爐是采用熱交換與布里曼相結合的技術。本項目采用中國電子科技集團公司第四十八研究所研發的擁有先進技術的R13450-1型多晶硅鑄錠爐，它采用先進的多晶硅定向凝固技術，將硅料高溫熔融后通過特殊工藝定向冷凝結晶,從而達到太陽能電池生產用多晶硅品質的要求，是一種適用于長時間連續工作，高精度、高可靠性、自動化程度高的智能化大生產設備。

工藝特點：

工作臺通冷卻水，上置一個熱開關，坩堝則位于熱開關上。硅料熔融時，熱開關關閉，結晶時打開，將坩堝底部的熱量通過工作臺內的冷卻水帶走，形成溫度梯度。同時坩堝工作臺緩慢下降，使凝固好的硅錠離開加熱區，維持固液界面有一個比較穩定的溫度梯度，在這個過程中，要求工作臺下降非常平穩，以保證獲得平面前沿定向凝固。

二、硅片的加工工藝

硅片的加工是將硅錠經表面整形、切割、研磨、腐蝕、拋光、清洗等工藝，加工成具有一定寬度、長度、厚度、晶向和高度、表面平行度、平整度、光潔度，表面無缺陷、無崩邊、無損傷層，高度完整、均勻、光潔的鏡面硅片。這一流程也包括了太陽能電池制造階段硅片的表面處理工序，在連續生產中可以歸并。將硅錠按照技術要求切割成硅片，才能作為生產制造太陽能電池的基體材料。因此，硅片的切割，即通常所說的切片，是整個硅片加工的重要工序。所謂切片，就是硅錠通過鑲鑄金剛砂磨料的刀片(或鋼絲)的高速旋轉、接觸、磨削作用，定向切割成為要求規格的硅片。切片工藝技術直接關系到硅片的質量和成品率。切片的方法主要有外圓切割、內圓切割、多線切割以及激光切割等。本項目采用多線切割工藝。

切片工藝技術的原則要求是：①切割精度高、表面平行度高、翹曲度和厚度公差小。②斷面完整性好，消除拉絲、刀痕和微裂紋。③提高成品率，縮小刀(鋼絲)切縫，降低原材料損耗。④提高切割速度，實現自動化切割。

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