工控摘要：多晶硅，是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過(guò)冷條件下凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長(zhǎng)成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來(lái)，就結(jié)晶成多晶硅。
　　
　　利用價(jià)值：從目前太陽(yáng)電池的發(fā)展過(guò)程可以看出其發(fā)展趨勢(shì)為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。
　　
　　1.裝料
　　
　　將裝有涂層的石英坩堝在熱交換臺(tái)上，加入硅原料，然后安裝加熱設(shè)備、隔熱設(shè)備和爐罩，將爐內(nèi)抽真空使?fàn)t內(nèi)壓力降至0.05-0.1mbar并保持真空。通入氬氣作為保護(hù)氣，使?fàn)t內(nèi)壓力基本維持在400-600mbar左右。
　　
　　2.加熱
　　
　　利用石墨加熱器給爐體加熱，首先使石墨部件、隔熱層、硅原料等表面吸附的濕氣蒸發(fā)，然后緩慢加溫，使石英坩堝的溫度達(dá)到1200-1300℃左右，該過(guò)程需要4-5h。
　　
　　3.化料
　　
　　通入氬氣作為保護(hù)氣，使?fàn)t內(nèi)壓力基本維持在400-600mbar左右。逐漸增加加熱功率，使適應(yīng)坩堝內(nèi)的溫度達(dá)到1500℃左右，硅原料開(kāi)始熔化。熔化過(guò)程中一直保證1500℃左右，直至化料結(jié)束。該過(guò)程約要20-22h。
　　
　　4.晶體生長(zhǎng)
　　
　　硅原料熔化結(jié)束后，降低加熱功率，使適應(yīng)坩堝的溫度降至1420-1440℃硅熔點(diǎn)左右。然后石英坩堝逐漸向下移動(dòng)，或者隔熱裝置逐漸上升，使得石英坩堝慢慢脫離加熱區(qū)，與周?chē)纬蔁峤粨Q;同時(shí)，冷卻板通水，使熔體的溫度自底部開(kāi)始降低，晶體硅首先在底部形成，生長(zhǎng)過(guò)程中固液界面始終保持與水平面平行，直至晶體生長(zhǎng)完成，該過(guò)程約要20-22h。
　　
　　5.退火
　　
　　晶體生長(zhǎng)完成后，由于晶體底部和上部存在較大的溫度梯度，因此，晶錠中可能存在熱應(yīng)力，在硅片加熱和電池制備過(guò)程中容易再次硅片碎裂。所以，晶體生長(zhǎng)完成后，硅錠保持在熔點(diǎn)附近2-4h，使硅錠溫度均勻，減少熱應(yīng)力。
　　
　　6.冷卻
　　
　　硅錠在爐內(nèi)退火后，關(guān)閉加熱功率，提升隔熱裝置或者*下降硅錠，爐內(nèi)通入大流量氬氣，使硅錠溫度逐漸降低至室溫附近;同時(shí)，爐內(nèi)氣壓逐漸上升，直至達(dá)到大氣壓，該過(guò)程約要10h。