随着光伏行业的发展，尤其是晶体硅太阳电池的发展已经达到一定的高度，P型硅的效率基本可以达到19%，但是更多商家追求更高效的电池片转换效率，因此N型晶体硅就成了大家比较理想的目标。众所周知，N型硅的少子寿命比P型硅高很多，但是同样有其缺陷，晶片的少子寿命中间高边缘低，这对晶体的整体少子寿命产生了很大的影响，从而影响其转换效率，因此我们从晶体拉制的热场材质方面进行实验研究，减少热场材质中的金属杂质在高温过程中对晶棒表面杂质的扩散，提高晶棒边缘少子寿命，进而提高其整体的内在品质，生产高质高效的N型单晶硅棒。

对比分析

　　在单晶生长过程中，单晶炉的热系统主要是为单晶的无位错生长提供稳定的热环境，其主要包括加热器、热屏、保温筒、保温盖、石墨坩埚和电极等主要部件。以上部件均由高纯石墨加工而成。硅单晶生长对于单晶炉内温度要求较高，一般在1600℃左右。因此，为了确保单晶炉内温度的稳定性以及热场保温性，一般会在保温筒外部包裹固态毡或石墨毡等保温材料。

　　按照我们常规的热场配置系统，采用国外进口的电子级高纯硅进行N型单晶硅棒的拉制，但是拉制出的单晶硅棒的少子寿命总是达不到预期的效果。其与P型晶棒一样存在径向少子寿命分布，中心高、边缘低的现象，对晶棒内在品质的提升产生很大的影响，距离高效N型单晶有极大的差距。

　　以下是我们采用WT2000对硅棒样片的少子寿命扫描图和使用美国Sinton WCT-120少子寿命测试仪器对样片少子寿命的扫描图和检测值。如图1和表1所示：

　　从以上的少子寿命扫描图和检测值我们可以明显的看出，硅棒边缘的少子寿命明显的低于中心的少子寿命，而对少子寿命影响最大的就是金属杂质。单晶硅棒在拉制的过程中一直处于高温过程，晶棒冷却速度较慢，但是金属杂质的扩散速率非常快，因此在晶棒冷却过程中，金属杂质扩散到晶棒表面或晶体缺陷处形成复合或沉淀。与硼磷及氧、碳杂质相比，金属杂质最快的扩散系数可达10-4cm2/s，因此，金属杂质很容易扩散在整个硅棒表面甚至更深。金属杂质在硅晶体中作为深能级复合中心，主要从两方面影响硅材料和器件的性能：一是影响载流子的浓度；二是影响少数载流子寿命。这样就会降低扩散长度，做成电池片之后漏电流就会增加，从而影响转换效率。

改变原有石墨毡的材质

　　通过以上的分析，想要改善晶棒边缘的少子寿命就要减少单晶炉内金属杂质的含量，简而言之就是改善单晶炉内的热场材质，大多数情况下使用的都是软毡，固化碳毡和C/C材质因为价格较高被使用的较少。我们通过对这三种材质的成分对比改进石墨毡的使用。三种材质的主要指标值如表2所示：