專利名稱：一種用于多晶硅錠制備的復(fù)合涂層石英坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能鑄錠多晶硅制備用的復(fù)合涂層石英坩堝。
背景技術(shù)：
石英坩堝是太陽(yáng)能多晶硅錠制備的重要元器件之一，其質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)產(chǎn)出的多晶硅品質(zhì)及鑄錠生產(chǎn)的收率均具有重要影響。在鑄錠生產(chǎn)過(guò)程中，熔融狀態(tài)下的硅與石英坩堝材料二氧化硅之間的反應(yīng)，一方面會(huì)造成對(duì)石英坩堝表面的侵蝕，加劇硅和石英坩堝中的各種雜質(zhì)(如鐵、硼、鋁等)發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)多晶硅錠與石英坩堝粘連的現(xiàn)象，另一方面硅與石英坩堝間的反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和氧。氧會(huì)污染硅，一氧化碳是不穩(wěn)定氣體，會(huì)與爐內(nèi)的石墨器件及硅料反應(yīng)生成碳化物和碳化硅。碳化硅進(jìn)一步與熔融的硅反應(yīng)生成不穩(wěn)定的一氧化硅和碳。碳和氧一樣，也會(huì)污染硅。多晶硅錠中氧含量和碳含量的提高，會(huì)加大終端產(chǎn)品電池片的光致衰減，將嚴(yán)重影響其內(nèi)在電學(xué)性能。為解決上述缺陷，通常多晶硅鑄錠用石英坩堝在使用前都要對(duì)內(nèi)其表面進(jìn)行氮化硅涂層，而且涂層要足夠厚，以防止硅與石英坩堝發(fā)生反應(yīng)，對(duì)多晶硅錠造成污染。采用氮化硅作為涂層材料，而且涂層厚度一般要達(dá)到300 μ m以上，既浪費(fèi)了時(shí)間，也造成石英坩堝成本費(fèi)用昂貴。此外，由于硅的氮化物容易剝落，只能在使用前最后一刻進(jìn)行涂層，不利于涂層石英坩堝的批量生產(chǎn)和儲(chǔ)存。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于多晶硅錠制備的復(fù)合涂層石英坩堝。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于多晶硅錠制備的復(fù)合涂層石英坩堝，包括基體、中間過(guò)渡層、第二中間層和內(nèi)表面涂層，所述基體的內(nèi)壁設(shè)有中間過(guò)渡層，中間過(guò)渡層上設(shè)有第二中間層，第二中間層上設(shè)有內(nèi)表面涂層。作為優(yōu)選，所述中間過(guò)渡層厚度為200-500 μ m之間，中間過(guò)渡層的材料是硅。作為優(yōu)選，所述第二中間層厚度為50-100 μ m之間，第二中間層的材料是二氧化
硅和氮化硅。作為優(yōu)選，所述內(nèi)表面涂層厚度為200-500μπι之間，內(nèi)表面涂層的材料是氮化
硅、二氧化硅和硅。本發(fā)明是根據(jù)石英坩堝在使用過(guò)程中高溫加熱的步驟和煅燒時(shí)間的長(zhǎng)短，采用具有不同熱學(xué)性能的涂層材料在石英坩堝基體上分層次進(jìn)行涂層，來(lái)提高石英坩堝的抗侵蝕能力，達(dá)到降低硅與石英坩堝反應(yīng)強(qiáng)度的目的。本發(fā)明的制備過(guò)程(1)根據(jù)石英坩堝的一般要求熔制出由二氧化硅制成的石英坩堝基體；( 在基體內(nèi)表面噴涂厚度在200-500 μ m之間的中間過(guò)渡層，采用的涂層材料是濃度為50-100%的硅；C3)在中間過(guò)渡層表面進(jìn)行二次噴涂，生成厚度在50-100μπι間的第二中間層，涂層材料為二氧化硅和濃度為50%的氮化硅；(4)在第二中間層表面再次噴涂，形成厚度為200-500 μ m內(nèi)表面涂層，涂層材料為50-100 %的氮化硅加50 %的二氧化硅和20%的硅。本發(fā)明的有益效果(1)復(fù)合涂層在二氧化硅制成的石英坩堝基體上的附著力得到明顯提升；( 復(fù)合涂層可有效增強(qiáng)石英坩堝整體抗高溫能力，提高了石英坩堝的軟化點(diǎn)；C3)復(fù)合涂層材料不會(huì)因時(shí)間變化出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，有利于進(jìn)行石英坩堝涂層批量生產(chǎn)和長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存；(4)采用復(fù)合涂層材料代替高純氮化硅，可大大降低涂層原材料成本；(5) 增強(qiáng)了石英坩堝內(nèi)表面涂層的附著力，可有效防止硅錠與石英坩堝接觸部位受到污染以及破裂的二氧化硅和硅之間的反應(yīng)，利于生產(chǎn)更高純度的多晶硅錠。


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明如附圖所示一種用于多晶硅錠制備的復(fù)合涂層石英坩堝，包括基體1、中間過(guò)渡層2、第二中間層3和內(nèi)表面涂層4，所述基體1的內(nèi)壁設(shè)有中間過(guò)渡層2，中間過(guò)渡層2上設(shè)有第二中間層3，第二中間層3上設(shè)有內(nèi)表面涂層4。所述中間過(guò)渡層2厚度為200-500 μ m之間，中間過(guò)渡層2的材料是硅。所述第二中間層3厚度為50-100 μ m之間，第二中間層3的材料是二氧化硅和氮化硅。所述內(nèi)表面涂層4厚度為200-500 μ m之間，內(nèi)表面涂層4的材料是氮化硅、二氧化硅和硅。
權(quán)利要求
1.一種用于多晶硅錠制備的復(fù)合涂層石英坩堝，其特征在于包括基體(1)、中間過(guò)渡層O)、第二中間層(3)和內(nèi)表面涂層G)，所述基體⑴的內(nèi)壁設(shè)有中間過(guò)渡層O)，中間過(guò)渡層( 上設(shè)有第二中間層(3)，第二中間層( 上設(shè)有內(nèi)表面涂層0)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于多晶硅錠制備的復(fù)合涂層石英坩堝，其特征在于所述中間過(guò)渡層⑵厚度為200-500μπι之間，中間過(guò)渡層O)的材料是硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于多晶硅錠制備的復(fù)合涂層石英坩堝，其特征在于所述第二中間層C3)厚度為50-100μπι之間，第二中間層(3)的材料是二氧化硅和氮化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于多晶硅錠制備的復(fù)合涂層石英坩堝，其特征在于所述內(nèi)表面涂層(4)厚度為200-500 μ m之間，內(nèi)表面涂層的材料是氮化硅、二氧化硅和娃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于多晶硅錠制備的復(fù)合涂層石英坩堝，包括基體、中間過(guò)渡層、第二中間層和內(nèi)表面涂層，所述基體的內(nèi)壁設(shè)有中間過(guò)渡層，中間過(guò)渡層上設(shè)有第二中間層，第二中間層上設(shè)有內(nèi)表面涂層。本發(fā)明是根據(jù)石英坩堝在使用過(guò)程中高溫加熱的步驟和煅燒時(shí)間的長(zhǎng)短，采用具有不同熱學(xué)性能的涂層材料在石英坩堝基體上分層次進(jìn)行涂層，來(lái)提高石英坩堝的抗侵蝕能力，達(dá)到降低硅與石英坩堝反應(yīng)強(qiáng)度的目的。
文檔編號(hào)C30B28/06GK102400214SQ201010286199
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者楊業(yè)林, 陳寶昌 申請(qǐng)人:揚(yáng)州華爾光電子材料有限公司