鑄造用高效多晶硅錠的坩堝的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鑄造用高效多晶硅錠的坩堝，包括坩堝本體，在坩堝本體的內(nèi)壁四周分別設(shè)置氮化硅阻隔層和石英或碳化硅形核層，氮化硅阻隔層位于石英或碳化硅形核層的內(nèi)側(cè)，氮化桂阻隔層的厚度在100ym?300ym之間，碳化桂形核層的厚度在20ym?200um之間。本實用新型的有益效果是：從最終使用效果來看，通過使用該坩堝，可不依賴鑄錠工藝得到高效硅錠，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到半融法硅錠，硅料利用率可達(dá)到全融法桂徒，提局了轉(zhuǎn)換效率同時提局了桂料利用率。同時，坩堝側(cè)邊涂層誘導(dǎo)形成的微小晶體區(qū)可吸收大量的從石英坩堝中擴散出來的金屬雜質(zhì)，減輕邊緣硅塊EL黑邊現(xiàn)象。
【專利說明】鑄造用高效多晶硅錠的坩堝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及光伏行業(yè)多晶鑄錠【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種鑄造用高效多晶硅錠的 坩堝。

【背景技術(shù)】
[0002] 在太陽能鑄錠準(zhǔn)備過程中，需要在石英坩堝上均勻噴涂氮化硅涂層，將硅料和石 英坩堝阻隔，目的之一是減少石英坩堝中的雜質(zhì)向硅料中擴散，目的之二是在鑄錠冷卻過 程中幫助石英坩堝和硅錠分離，避免產(chǎn)生粘鍋、裂錠等不良情況。
[0003] 傳統(tǒng)的石英坩堝涂層只有一層氮化硅涂層，可以起到阻隔作用，但由于氮化硅與 硅液的非浸潤性，需要過高過冷度才能形核，從而導(dǎo)致大量微晶和位錯缺陷產(chǎn)生，硅晶體在 生長過程中缺陷難以控制，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率不高。也有人在氮化硅涂層上噴涂一層硅粉， 但由于硅粉易熔化，工藝上難以控制，高效硅錠效率不穩(wěn)定。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：傳統(tǒng)鑄錠所使用的石英坩堝缺少利于硅液形 成晶核條件，必須達(dá)到足夠過冷度，硅液才會大量形成晶核，導(dǎo)致界面處產(chǎn)生大量微晶和位 錯等晶體缺陷，難以生產(chǎn)出高轉(zhuǎn)換效率的硅錠。
[0005] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種鑄造用高效多晶硅錠的坩 堝，包括坩堝本體，在坩堝本體的內(nèi)壁四周分別設(shè)置氮化硅阻隔層和石英或碳化硅形核層， 氮化硅阻隔層位于石英或碳化硅形核層的內(nèi)側(cè)，氮化硅阻隔層的厚度在100ym?300ym之間，石英或碳化娃形核層的厚度在20iim?200um之間。
[0006] 為確保涂層的致密度和不脫落性能，進(jìn)一步限定，氮化硅阻隔層通過刷涂的方式 附著在坩堝本體上，石英或碳化硅形核層通過噴涂的方式附著在氮化硅阻隔層上。
[0007] 進(jìn)一步限位，氮化硅阻隔層的氮化硅顆粒的粒徑為1Um-3ym，石英或碳化硅形核 層的石英或碳化硅顆粒的粒徑為10Um-200iim。
[0008] 本實用新型的有益效果是：
[0009] 從最終使用效果來看，通過使用該坩堝，可不依賴鑄錠工藝得到高效硅錠，轉(zhuǎn)換效 率可達(dá)到半融法硅錠，硅料利用率可達(dá)到全融法硅錠，提高了轉(zhuǎn)換效率同時提高了硅料利 用率，提高了效益，降低了成本。同時，坩堝側(cè)邊涂層誘導(dǎo)形成的微小晶體區(qū)可吸收大量的 從石英坩堝中擴散出來的金屬雜質(zhì)，減輕邊緣硅塊EL黑邊現(xiàn)象；
[0010] 從涂層結(jié)構(gòu)來看，該坩堝具有雙層涂層，采用刷涂和噴涂結(jié)合，涂層結(jié)合牢固不易 脫落，形核層可靠地依附在阻隔層上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖中：1.坩堝本體，2.氮化硅阻隔層，3.石英或碳化硅形核層。

【具體實施方式】
[0013] 如圖1所示，一種鑄造用高效多晶硅錠的坩堝，可輔助生產(chǎn)高轉(zhuǎn)換效率硅錠，包括 坩堝本體1，在坩堝本體1的內(nèi)壁四周分別設(shè)置氮化硅阻隔層2和石英或碳化硅形核層3， 氮化硅阻隔層2位于石英或碳化硅形核層3的內(nèi)側(cè)，氮化硅阻隔層2的厚度在100 ? 300ym之間，石英或碳化娃形核層3的厚度在20ym?200um之間。
[0014] 氮化硅阻隔層2主要成分為氮化硅，氮化硅顆粒的粒徑1ym?3ym，為了提高氮 化硅顆粒層的附著程度和牢固程度，在配置氮化硅漿料時，添加5?10份聚乙烯醇和5? 10份硅溶膠溶液，兩種物質(zhì)均有良好的空間位阻效應(yīng)，確保了氮化硅粉的分散效果，以及良 好的成膜性，并使得涂層附著效果好，不脫落。為保障氮化硅涂層致密度，采用刷涂而非噴 涂，涂層厚度控制在100Um?300ym，合理設(shè)計的涂層厚度，確保涂層的致密度。
[0015] 石英或碳化硅形核層3的主要成分為高純石英粉或高純碳化硅粉，純度> 99. 9%，顆粒粒徑應(yīng)控制在10ym?200ym。因為石英粉或碳化娃粉與娃液的晶格參數(shù) 接近，浸潤性良好，硅晶核容易析出并在此基礎(chǔ)上均勻長晶，并且在硅料高溫熔化過程中不 隨之熔化。為了保證該層牢固程度和形核效果，應(yīng)采用噴涂而非刷涂，在配置漿料時，添加 5-10份聚乙烯醇和5-10份硅溶膠溶液，涂層厚度控制在20-200ym，合理設(shè)計的涂層厚度， 確保涂層不脫落。
【權(quán)利要求】
1. 一種鑄造用高效多晶硅錠的坩堝，包括坩堝本體（1)，其特征是：在坩堝本體（1)的 內(nèi)壁四周分別設(shè)置氮化硅阻隔層（2)和石英或碳化硅形核層（3)，氮化硅阻隔層（2)位于石 英或碳化硅形核層（3)的內(nèi)側(cè)，氮化硅阻隔層（2)的厚度在100iim?300iim之間，石英或 碳化娃形核層（3)的厚度在20iim?200um之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造用高效多晶硅錠的坩堝，其特征是：所述的氮化硅阻隔 層（2)通過刷涂的方式附著在坩堝本體（1)上，石英或碳化硅形核層（3)通過噴涂的方式 附著在氮化硅阻隔層（2)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造用高效多晶硅錠的坩堝，其特征是：所述的氮化硅阻隔 層（2)的氮化硅顆粒的粒徑為1ym-3iim，石英或碳化硅形核層（3)的石英或碳化硅顆粒的 粒徑為 10ym-200iim。
【文檔編號】C30B28/06GK204022994SQ201420404745
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】謝建偉 申請人:常州曠達(dá)陽光能源有限公司