鑄錠法中籽晶、成核點及坩堝底部設置方法專利技術綜述

游 巧

(國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇 蘇州 215000)

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鑄錠法中籽晶、成核點及坩堝底部設置方法專利技術綜述

游 巧

(國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇 蘇州 215000)

游 巧

近年來，隨著太陽能電池技術在中國的迅猛發展，晶體硅制造技術也逐漸發展起來。鑄錠法作為晶體硅的主要制備方法之一，其發展方向受到了國內外的普遍關注。本文在調研大量國內外相關專利技術的基礎上，綜述了近幾十年來國內外研究機構在鑄錠法制備晶體硅方面所采用的技術手段，主要歸類為以下三個方面：籽晶、成核點和坩堝底部設置。通過對比國內外技術以及分析國內重要申請人的專利申請，尋找國內外技術差距和國內技術演進方向，在如何調節晶粒生長速度、降低晶體的缺陷密度、提高晶體質量以適應太陽能電池的制造等亟需解決的技術問題方面提出一些方案。

鑄錠法；硅；晶體；成核；籽晶；坩堝

1 前 言

晶體硅作為目前最主要的太陽能電池原料，其質量直接影響到太陽能電池的光電轉換效率，受到了人們廣泛關注。提拉法和鑄錠法是目前晶體硅制備方法中最常見的兩種方法。提拉法具有產率低、成本高等缺點，使得成本低、產率高且氧含量低的鑄錠法迅速發展起來。然而，硅晶鑄錠過程中存在晶粒尺寸不均一、多晶界和高位錯密度等問題，降低了光電轉換效率。為了解決上述問題，研究人員們作了大量嘗試和努力，相關專利申請量急劇增加。主要改進集中在：坩堝底部成核層的設置、籽晶在坩堝底部的排列方式以及坩堝底部設置方式等三個方面。這些改進措施在調節晶粒尺寸均一、降低缺陷和位錯上取得了一定的進步。

本文綜述了近幾十年來鑄錠法中籽晶、成核點及坩堝底部設置方法的專利申請量及本領域重要申請人，并分別綜述了國內外在籽晶、成核點及坩堝底部設置方法等三個方面的技術演進，通過對比國內外技術以及分析國內重要申請人的專利申請，尋找國內外技術差距和國內技術演進方向。

2 專利申請情況

2.1 國內和國外專利申請情況對比

統計專利申請人以及逐年的申請量有助于從整體上把握鑄錠法中籽晶、成核點及坩堝底部設置方法的發展趨勢。圖1為鑄錠法中籽晶、成核點及坩堝底部設置方法的國內外專利申請情況，可以看出鑄錠法中籽晶、成核點及坩堝底部設置方法的改進方面，國外起步較早，1979年就有該領域的專利申請，之后申請量的浮動較小。國內申請起步較晚，2007年開始有該領域的專利申請，自2010年起專利申請量急劇增大，2012年達到最高值，這與國內光伏企業的迅猛發展以及政府扶持有直接關系。圖1中的餅圖說明國內申請人的分布情況，其中90%是中國人，10%是外國人，體現了國內自主研發技術的進步。

圖1 鑄錠法中籽晶、成核點及坩堝底部設置方法的國內外專利申請情況Fig.1 Patent applications related to seed, nucleation or crucible set-up on ingot casting between China and other nations

圖2是國內主要申請人的專利申請量統計。其中申請量最多的是江西賽維LDK太陽能高科技有限公司，2007～2015年已有22件專利申請；常州天合光能有限公司，申請量為14件。分析這兩家公司的專利申請，可知他們掌握著國內鑄錠法中籽晶、成核點及坩堝底部設置方法領域最為先進的技術，且技術演進的方向與國外專利有較大不同。

圖2 國內主要申請人的專利申請量統計Fig.2 Statistics of applications by main interior applicant

2.2 國內外技術發展路線對比

圖3是從技術改進方面對比國內外申請量，國內外技術演進方向及側重點不同，國內技術演進更側重坩堝底部成核層的設置，而國外技術演進更側重籽晶排列方式。圖3中餅圖為國內3種技術方向申請量對比，國內申請中成核層設置占45%，而籽晶的設置占33%。在成核層設置的國內專利申請中，國內申請人占了很大一部分。在國外申請中，籽晶設置部分的專利達59%， 而且掌握該方面先進技術的國內專利申請也大多是國外申請人。綜上所述，在成核層的設置方式上，國內技術領先于國外技術，但在籽晶的排列方式上，國內技術大多借鑒國外技術。

圖3 國內外申請的技術方向對比Fig.3 Comparison of technique orientation between interior and exterior application

3 鑄錠法中籽晶、成核點及坩堝底部設置方法的技術改進

3.1 坩堝底部成核層設置

為了改善晶體硅鑄錠法中坩堝底部成核不均問題，在坩堝底部設置成核層的技術應運而生。該技術最早起源于日本，1999年日本三菱株式會社首先提出在坩堝底部均勻鋪設一層硅顆粒，作為形核層[1]。自2010年起，設置多層功能涂層在中國迅速發展。為了防止晶體與坩堝之間粘黏或雜質擴散，常在坩堝內表面涂覆氮化硅涂層[2]或隔離層[3-6]。為了進一步阻止雜質擴散，在涂覆氮化硅涂層可先涂覆鋇的鹽類涂層[7]、石英砂[8-10]、硅晶體與石英砂的混合涂層[11]、塞隆涂層[12]等。同時為了改善涂覆效果，也有在氮化硅涂層的涂覆液中加入硅粉[13]。2012年起基于具有氮化硅涂層的成核層設置成為技術發展的主要方向。

基于氮化硅涂層的成核層設置主要有4種方式：多層涂層設置[14-31]、籽晶表面設置涂層[32-38]、拼接形成成核層[39-45]、成核源鑲嵌在涂層上[46-49]。這4種不同的設置方式從不同方面解決了坩堝底部成核不均勻的問題。

該技術改進方向雖然源于日本，但在日本或國外并未取得進一步的發展，而在國內發展迅猛，基于專利申請量增長數量不難看出，國內技術發展方向將集中在成核層的設置上。

3.2 籽晶的排列方式

對于鑄造法生長晶體硅，籽晶的選擇有多種，如塊狀特定晶向的單晶硅板[50-52]、細晶粒[53]、顆粒硅料[54,55]、晶體薄膜[56,57]、半圓柱狀單晶硅料[58]、碎單晶或碎多晶[59-61]、晶體硅的邊皮[62,63]、晶體瓦片[64]等。由于鑄錠法中，晶體自下而上生長，籽晶的排布方式對于減少晶體缺陷具有重要的作用。

在籽晶的拼接方式上，國外申請人多致力于改進相鄰籽晶的晶向，而國內申請人多致力于籽晶拼接縫處的改進，國外專利掌握著該方向的重要技術，從專利申請量上不難看出，國外將主要致力于改進籽晶的設置方式。

不同晶向籽晶的排布方式同樣影響著晶體的生長成核，如將(111)晶向籽晶包圍在(100)晶向籽晶外[65-67]、(100)晶向籽晶與非(100)晶向籽晶交替排列[68,69]、籽晶中心對稱分布排列[70]或軸對稱分布排列[71]等。

最早在2007年BP北美公司提出將垂直于坩堝底部方向晶向為(100)的籽晶幾何排列在坩堝底部，且相鄰籽晶平行于坩堝底部的(110)晶向間存在一定的夾角[72]，如圖4所示。其后浙江碧晶科技有限公司、江蘇協鑫硅材料科技發展有限公司、太陽世界創新有限公司和Fraunhofer Ges Foerderung Angewandten E.V.分別對該夾角大小進行了進一步的研究[73-76]。

圖4 坩堝底部籽晶排列方式[72]Fig.4 Seed arrangement at crucible bottom[72]

籽晶間的間隙或拼縫對于晶體均勻成核生長有著極其重要的影響，對于間隙或拼縫的處理，國內申請人做了大量努力。江西賽維LDK太陽能高科技有限公司將籽晶拼縫處設置為銳角[77]；南通大學將籽晶塊拼接面設置成榫卯結構[78]；江西賽維LDK太陽能高科技有限公司進一步在籽晶拼縫處設置粘接劑[79]或在縫隙中填充一個異向籽晶[80]。常州天合光能有限公司將硅片填充在單晶硅塊的縫隙中[81]。

3.3 坩堝底部設置

將坩堝底部設置為特定的形狀或在坩堝底部形成特定的冷點也是促進和調節坩堝底部成核點的一個重要途徑。此技術同樣源于日本三菱公司，早在1999年日本三菱公司就提出可在坩堝底部設置錐形孔[82]。2009年起國內的研究人員開始致力于設計坩堝底部形狀以實現坩堝底部均勻成核。

坩堝底部設計可以分為坩堝內側底部形狀設置和坩堝外側底部成核點設置兩種。

對于坩堝內側底部形狀設置，起初人們為了防止坩堝底部籽晶完全熔化，在坩堝底部設置特定的籽晶槽[83-85]、引晶導向模[86]、帶孔的石英片[87]或引晶容器[88]等放置籽晶，但是該設置方式無法實現大晶錠的均勻成核及產業化。而后人們設計了在坩堝底部設置矩陣排列的多個盲孔或凹坑[89-95]、凸起結構[96-98]、金字塔結構[99]等；另外一種思路是在坩堝底部設置多個口袋放置籽晶[100-102]。

在坩堝內放置籽晶的情況下，籽晶拼縫處的成核和生長速度與籽晶處的成核生長速度不同，為了將兩個速度調節均一，通常的方式是改變支撐坩堝底部底板表面的熱導率。常州天合光能有限公司提出在放置坩堝的石墨底板上設置凸起的冷點[103]；其后改進為在底板上設置凹槽冷區[104-106]；英利能源(中國)有限公司在此基礎上進一步研究了凹槽冷區對應的晶體生長區域[107,108]。其后常州天合光能有限公司進一步提出了熔接條設置以使籽晶拼縫處溫度高于兩側籽晶處的溫度(如圖5)[109]。

圖5 石墨板設置[109]Fig.5 Graphite plate set-up[109]

4 結 語

本文綜述了鑄錠法中坩堝底部成核層的設置、籽晶在坩堝底部的排列方式及坩堝底部設置方式。對該領域國內外專利申請情況以及國內重要申請人的申請情況進行了統計分析，國內申請中坩堝底部成核層的設置申請量最大，其次是籽晶在坩堝底部的排列方式，而國外申請中籽晶在坩堝底部排列方式的申請量最大。通過對國內外專利申請文獻技術方向進行對比，發現國內的技術演進更側重于坩堝底部成核層的設置，而國外的技術演進更側重于籽晶的排列方式。進一步對三種設置方式中重要的申請文件分別進行綜述，分析每種設置方式中技術思路以及技術演進方向，對比體現國外申請間以及國內重要申請人的申請間存在的差距，發現國內的技術發展方向將集中在成核層的設置上，而國外將主要致力于改進籽晶的設置方式。

References

[1] Mitsubishi Materials Corporation(三菱材料株式會社). Japan，4352598[P]. 1999-08-31.

[2] MEMC Singapore Pte Ltd(MEMC新加坡私人有限公司). China，201080041000.6[P]. 2012-07-04.

[3] Sino America Silicon Products Inc(中美硅晶制品股份有限公司). China，201010235791.8[P]. 2012-02-01.

[4] Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201210205294.2[P]. 2012-10-17.

[5] MEMC Singapore Pte Ltd(MEMC新加坡私人有限公司). China，201380016323.3[P].2014-12-10.

[6] Zhejiang Greenergy Crystal Technology Co., Ltd(浙江碧晶科技有限公司). China，201110162568.X[P]. 2011-09-21.

[7] Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司).China，200910035670.6[P]. 2010-04-21.

[8] Jinko Solar Co ., Ltd(晶科能源有限公司). China，201310323238.3[P]. 2015-02-11.

[9] Zhenjiang Huantai Silicon Technology Co ., Ltd (鎮江環太硅科技有限公司). China，201410271429.4[P].2014-09-03.

[10]Changzhou Zhaojing Solar Energy Co ., Ltd(常州兆晶光能有限公司). China，201420115801.8[P]. 2014-08-27.

[11]Xuzhou Xiexin Solar Energy Material Co ., Ltd(徐州協鑫太陽能材料有限公司). China，201310676681.9[P]. 2015-06-17.

[12]Vesucius France Sa(維蘇威法國股份有限公司). China，201280054094.X[P]. 2014-09-10.

[13]Altusvia Energy Taicang Co ., Ltd (奧特斯維能源(太倉)有限公司). China，201310335224.3[P], 2013-12-04.

[14]Yangzhou Rongde New Energy Technology Co ., Ltd (揚州榮德新能源科技有限公司). China，201510052094.1[P].2015-04-29.

[15]Hunan Red Sun Photoelectricity Science and Technology Co ., Ltd(湖南紅太陽光電科技有限公司). China，201510112780.3[P].2015-06-17.

[16]Hanwha Solarone Co ., Ltd(韓華新能源科技有限公司). China，201310008662.9[P].2013-04-03.

[17]Csi Solar Power China Inc(阿特斯(中國)投資有限公司). China，201410134041.X[P].2014-06-25.

[18]Jiangxi SiWei LDK Solar Energy High Technology Co ., Ltd(江西賽維LDK太陽能高科技有限公司). America，201314389452[P]. 2015-02-26.

[19]Tianjin Yingli New Energy Co ., Ltd (天津英利新能源有限公司). China，201310352738.X[P]. 2013-12-11.

[20]Altusvia Energy Taicang Co ., Ltd(奧特斯維能源(太倉)有限公司). China，201410448474.2[P].2014-12-10.

[21]Hanwha Solarone Co ., Ltd(韓華新能源科技有限公司). China，201310008848.4[P].2013-04-03.

[22]Xuzhou College Industry Technology(徐州工業職業技術學院).China，201410271294.1[P].2014-09-17.

[23]Changzhou Kuangda Sun Energy Co ., Ltd(常州曠達陽光能源有限公司). China，201420404745.X[P].2014-12-17.

[24]Yantai Tomley High Technology New Materials Co ., Ltd (煙臺同立高科新材料股份有限公司). China，201410749350.8[P].2015-04-22.

[25]Cetc Shanxi Branch of New Energy Company(山西中電科新能源技術有限公司). China，201410350017.X[P].2014-11-19.

[26]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201410337376.1[P].2014-10-08.

[27]Zhenjiang Huantai Silicon Technology Co ., Ltd (鎮江環太硅科技有限公司). China，201410185709.3[P].2014-09-10.

[28]Yangzhou Rongde New Energy Technology Co ., Ltd (揚州榮德新能源科技有限公司). China，201420685826.1[P].2015-03-11.

[29]Altusvia Energy Taicang Co ., Ltd (奧特斯維能源(太倉)有限公司). China，201410448605.7[P].2015-01-21.

[30]Ja Solar Co ., Ltd (晶海洋半導體材料(東海)有限公司). China，201410143417.3[P].2014-08-06.

[31]Donghai Ja Solar Technology Co ., Ltd (東海晶澳太陽能科技有限公司). China，201320458277.X[P].2014-03-19.

[32]Hareon Solar Co ., Ltd(海潤光伏科技股份有限公司). China，201220263420.5[P].2013-02-20.

[33]Cetc Shanxi Branch of New Energy Company(山西中電科新能源技術有限公司). China，201410456035.6[P].2014-11-19.

[34]Donghai Ja Solar Technology Co ., Ltd (東海晶澳太陽能科技有限公司). China，201510037057.3[P]. 2015-05-20.

[35]Xiamen Yilonggu New Material Technology Co ., Ltd(廈門怡龍谷新材料科技有限公司). China，201410176060.9[P]. 2014-07-09.

[36]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201210141806.3[P]. 2012-10-03.

[37]Cetc Shanxi Branch of New Energy Company(山西中電科新能源技術有限公司). China，201410455986.1[P]. 2014-11-19.

[38]Kyocera Corporation(京塞拉株式會社). Japan，2005092919A[P]. 2006-10-12.

[39]Jiangxi Saiwei LDK Solar Energy High Technology Co ., Ltd (江西賽維LDK太陽能高科技有限公司).China，201210333308.9[P]. 2013-01-16.

[40]Csi Solar Power China Inc(阿特斯(中國)投資有限公司). China，201210573190.7[P]. 2013-04-03.

[41]Nantong Zongyi New Materials Co ., Ltd (南通綜藝新材料有限公司). China，201410176338.2[P]. 2014-07-16.

[42]Sino American Silicon Production Inc(中美硅晶制品股份有限公司). Taiwan，101116589A[P]. 2013-11-16.

[43]Jiangxi Saiwei LDK Solar Energy High Technology Co ., Ltd (江西賽維LDK太陽能高科技有限公司).China，201110103022.7[P]. 2012-10-31.

[44]Jiangxi Saiwei LDK Solar Energy High Technology Co ., Ltd (江西賽維LDK太陽能高科技有限公司).China，201410092222.0[P]. 2014-06-04.

[45]Kunshan Zhongchen Silicon Crystal Co ., Ltd (昆山中辰矽晶有限公司). China，201210053083.1[P]. 2013-08-21.

[46]Ja Solar Co ., Ltd(晶海洋半導體材料(東海)有限公司). China，201310022908.8[P]. 2013-05-08.

[47]Xi an Huajing Electronic Technology Co ., Ltd (西安華晶電子技術股份有限公司). China，201320883694.9[P]. 2014-06-18.

[48]Solarworld Innovations GMBH(太陽世界創新有限公司). SG2010096162A[P]：2011-07-28.

[49]Hunan Red Sun Photoelectricity Science and Technology Co ., Ltd(湖南紅太陽光電科技有限公司). China，201410738635.1[P]. 2015-03-25.

[50]REC Wafer Pte Ltd(REC光能普特有限公司).China，201280059492.0[P]. 2014-12-24.

[51]Shanxi Hermaion Solar Inc(陜西合木實業有限公司). China，201110300537.6[P]. 2012-01-25.

[52]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201110111693.8[P]. 2011-10-05.

[53]Solarworld Innovations GMBH(太陽世界創新有限公司). China，201210517536.1[P]. 2013-06-05.

[54]48thRes Inst China Electronics Technology Group Corportion(中國電子科技集團公司第四十八研究所). China，201410342919.9[P]. 2014-11-05.

[55]Lianyungang Pacific Solar Quartz Material Technology Co ., Ltd(連云港太平洋光伏石英材料有限公司). China，201420426705.5[P]. 2015-02-04.

[56]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201110405267.5[P].2012-04-25.

[57]Jiangxi Saiwei LDK Solar Energy High Technology Co ., Ltd (江西賽維LDK太陽能高科技有限公司).China，201120532108.7[P]. 2012-08-15.

[58]Qingdao Longsheng Crystalline Silicon Technology Co ., Ltd (青島隆盛晶硅科技有限公司). China，201310467019.2[P]. 2014-01-15.

[59]Qingdao Longsheng Crystalline Silicon Technology Co ., Ltd (青島隆盛晶硅科技有限公司). China，201310724647.4[P]. 2015-06-24.

[60]Xian Huajing Electronic Technology Co ., Ltd (西安華晶電子技術股份有限公司). China，201410042692.6[P]. 2014-04-23.

[61]Xian Huajing Electronic Technology Co ., Ltd (西安華晶電子技術股份有限公司). China，201410042691.1[P].2014-04-23.

[62]Zhenjiang Huantai Silicon Technology Co ., Ltd (鎮江環太硅科技有限公司). China，201210179283.1[P]. 2012-10-10.

[63]Hareon Solar Co ., Ltd (海潤光伏科技股份有限公司). China，201210183783.2[P].2012-10-17.

[64]AMG Idealcast Solar Corporation(AMG艾迪卡斯特太陽能公司). China，201080013184.5[P]. 2012-02-22.

[65]BP Corporation North Amarica Inc(BP北美公司). China，200880106116.6[P].2010-08-04.

[66]BP Corporation North Amarica Inc(BP北美公司).China，200880025474.4[P]. 2010-06-23.

[67]Zhao Junyong(趙鈞永). China，201010270943.8[P]. 2012-03-21.

[68]Sino America Silicon Products Inc (中美硅晶制品股份有限公司). Taiwan，101120382A[P]. 2013-04-16.

[69]Kunshan Zhongchen Silicon Crystal Co ., Ltd(昆山中辰矽晶有限公司). China，201110336713.1[P].2013-05-08.

[70]Commissariat Energie Atomique(原子能與替代能源委員會). World，2014IB61722[P]. 2014-12-04.

[71]Commissariat Energie Atomique(原子能與替代能源委員會). World，2014IB61724[P]. 2014-12-04.

[72]BP Corporation North Amarica Inc(BP北美公司).China，200780002753.4[P]. 2009-02-18.

[73]Zhejiang Greenergy Crystal Technology Co ., Ltd(浙江碧晶科技有限公司). China，201110342137.1[P]. 2012-03-28.

[74]Jiangsu Xiexin Silicon Material Technology Develop Co ., Ltd(江蘇協鑫硅材料科技發展有限公司). China，201210258876.7[P]. 2012-10-24.

[75]Solarworld Innovations GMBH(太陽世界創新有限公司). China，201310043223.1[P]. 2013-08-14.

[76]Fraunhofer Ges Foerderung Angewandten Ev.World，2013EP55960[P]. 2013-10-03.

[77]Jiangxi Saiwei LDK Solar Energy High Technology Co ., Ltd (江西賽維LDK太陽能高科技有限公司).China，201210571603.8[P]. 2013-04-24.

[78]Nantong University(南通大學). China，201510177577.4[P].2015-04-15.

[79]Jiangxi Saiwei LDK Solar Energy High Technology Technology Co ., Ltd (江西賽維LDK太陽能高科技有限公司).China，201410192435.0[P]. 2014-07-30.

[80]Jiangxi Saiwei LDK Solar Energy High Technology Co ., Ltd (江西賽維LDK太陽能高科技有限公司).China，201410383805.9[P]. 2014-11-05.

[81]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201210141805.9[P]. 2012-10-03.

[82]Mitsubishi Materials Corporation(三菱材料株式會社). Japan，14412899A[P]. 2000-11-28.

[83]Yingli Solar China Co ., Ltd (英利能源(中國)有限公司). China，201120574693.7[P]. 2012-09-19.

[84]Shanghai Solar Energy Res Center Co ., Ltd(上海太陽能工程技術研究中心有限公司). China，201110083260.6[P]. 2012-10-17.

[85]Jiangsu Xiexin Silicon Material Technology Develop Co ., Ltd(江蘇協鑫硅材料科技發展有限公司). China，201320558782.1[P]. 2014-03-12.

[86]Zhejiang Greenergy Crystal Technology Co ., Ltd(浙江碧晶科技有限公司). China，201010284948.6[P]. 2010-12-29.

[87]Zhejiang University(浙江大學). China，201010284738.7[P]. 2011-01-05.

[88]Zhejiang Greenergy Crystal Technology Co ., Ltd(浙江碧晶科技有限公司). China，201110067923.5[P]. 2011-08-10.

[89]Zhenjiang Rietech New Energy Technology Co ., Ltd(鎮江榮德新能源科技有限公司). China，201320368686.0[P]. 2014-04-23.

[90]Ja Solar Co ., Ltd(晶海洋半導體材料(東海)有限公司). China，201320206010.1[P]. 2013-12-11.

[91]Jiangxi Saiwei LDK Solar Energy High Technology Co ., Ltd (江西賽維LDK太陽能高科技有限公司).China，200910115634.0[P]. 2009-12-09.

[92]Hangzhou Jinggong Science and Technology Co ., Ltd(杭州精功機電研究所有限公司). China，201020679013.3[P]. 2011-09-07.

[93]Altusvia Energy Taicang Co ., Ltd(奧特斯維能源(太倉)有限公司). China，201020630992.3[P]. 2011-08-24.

[94]Tianjin Yingli New Energy Co ., Ltd(天津英利新能源有限公司). China，201310603804.6[P]. 2014-02-19.

[95]Jingko Solar Co ., Ltd(晶科能源有限公司). China，201520050365.5[P].2015-06-24.

[96]Zhejiang University(浙江大學). China，201010284947.1[P].2011-01-05.

[97]Sino Fusion Solar Performance Material Co ., Ltd(常熟華融太陽能新型材料有限公司). China，201210289561.9[P]. 2012-11-07.

[98]Yingli Group Co ., Ltd(英利集團有限公司).China，201310337043.4[P]. 2013-10-23.

[99]Zhejiang University(浙江大學). China，201010284751.2[P].2011-01-05.

[100]Sunpreme Solar Energy Technology (Jiaxing) Co ., Ltd (上澎太陽能科技(嘉興)有限公司). China，201220019642.2[P]. 2012-11-21.

[101]Sunpreme Solar Energy Technology (Jiaxing) Co ., Ltd (上澎太陽能科技(嘉興)有限公司). China，201220018451.4[P]. 2012-11-21.

[102]Sunpreme Solar Energy Technology (Jiaxing) Co ., Ltd (上澎太陽能科技(嘉興)有限公司). China，201220019514.8[P]. 2012-11-21.

[103]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201010294201.9[P]. 2011-06-15.

[104]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201020265763.6[P]. 2011-01-19.

[105]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201110217211.7[P]. 2012-01-25.

[106]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201120321289.9[P]. 2012-05-30.

[107]Yingli Solar China Co ., Ltd (英利能源(中國)有限公司). China，201110213188.4[P]. 2011-12-14.

[108]Yingli Solar China Co ., Ltd (英利能源(中國)有限公司). China，201110213096.6[P]. 2011-12-07.

[109]Changzhou Trina Solar Energy(常州天合光能有限公司). China，201210206154.7[P].2012-10-24.

(編輯 吳 琛)

Effect of Seed, Nucleation, and Crucible Set-Up on Ingot Casting: Patents Review

YOU Qiao

(Patent Examination Cooperation Jiangsu Center of the Patent Office, Suzhou 215000, China)

The manufacturing techniques of the silicon crystal has aroused great attention accompanying with the rapid development of the solar cell in China in recent years. As one of the important synthetic methods of silicon crystal, the silicon ingot casting method becomes hot research topics. Here, by analyzing the relevant patents technologies from the worldwide, we review the silicon ingot casting techniques developed by different research institutes from three aspects: seed, nucleation and set-up of the crucible. We compare the different techniques between different research groups in China and other nations, and propose possible ways for the manufacturing issues in the solar cells, including the development of the adjustment of grain growth rate, reduction of defects concentration in crystals and improvement of crystal quality.

ingot casting; silicon; crystal; nucleation; seed; crucible

2016-07-08

游 巧，女，1988年生，碩士，初級研究員，Email: shoiphy@163.com

10.7502/j.issn.1674-3962.2017.04.10

TM914.4

A

1674-3962(2017)04-0312-06