[實(shí)用新型]鑄錠用坩堝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920232234.3
• 申請(qǐng)日: 2009-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN201506711U
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雪;黃強(qiáng);黃振飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/021
• 分類號(hào): C01B33/021;B22D7/06;B22D27/04;C30B11/00;C30B29/06
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種坩堝，尤其是一種鑄錠用坩堝。

背景技術(shù)

目前生產(chǎn)多晶鑄錠時(shí)采用石英陶瓷坩堝作為多晶硅鑄錠的容器，通過雙溫區(qū)或三溫區(qū)控制，利用晶錠上下的溫度梯度實(shí)現(xiàn)定向凝固，采用氮化硅粉末涂層為脫模劑，此方法普遍的應(yīng)用于太陽能電池鑄錠行業(yè)。單晶用石英玻璃坩堝純度較高，成本較大，也比較容易變形；多晶鑄錠用坩堝投料量大，為了獲得較高的強(qiáng)度，采用的石英陶瓷坩堝含大量的鋁和堿土金屬結(jié)晶促進(jìn)劑，約1500-2000ppmw，在鑄錠時(shí)，行業(yè)內(nèi)普遍在石英陶瓷坩堝內(nèi)表面噴涂高純的氮化硅，抑制了硅與石英陶瓷坩堝的反應(yīng)，SiO₂+Si＝2SiO，減少了硅錠中氧的引入，同時(shí)起到了脫模作用，但是此氮化硅層并不能有效的抑制石英陶瓷坩堝中金屬等雜質(zhì)元素的擴(kuò)散，因此多晶錠與石英陶瓷坩堝接觸的面雜質(zhì)含量高，少子壽命低，此原因造成邊皮和晶錠底部去除量一般高達(dá)20-30％，因此造成晶錠的利用率不高，電池效率也受到影響。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種經(jīng)過表面處理的鑄錠用坩堝，防止坩堝內(nèi)雜質(zhì)擴(kuò)散，從而提高鑄錠的利用率和電池的轉(zhuǎn)換效率。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：鑄錠用坩堝，包括坩堝本體，坩堝本體的內(nèi)表面具有一層氫氧化鋇或鋇的鹽類的涂層。

坩堝本體為石英陶瓷坩堝。

本實(shí)用新型的有益效果是，該涂層經(jīng)過烘焙，在鑄錠時(shí)和坩堝發(fā)生反應(yīng)，可以抑制坩堝內(nèi)部雜質(zhì)向硅料擴(kuò)散的目的，進(jìn)而提高靠近坩堝部位的少子壽命，提高晶錠的利用率和電池轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.坩堝本體，2.氫氧化鋇或鋇的鹽類的涂層。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示的鑄錠用坩堝，包括坩堝本體1，坩堝本體1的內(nèi)表面具有一層氫氧化鋇或鋇的鹽類的涂層2。

坩堝本體1為石英陶瓷坩堝。

在坩堝本體1內(nèi)表面上的氫氧化鋇或鋇的鹽類的涂層2，還需要進(jìn)行烘焙，在高溫下，鋇化合物會(huì)分解形成氧化鋇，氧化鋇與坩堝本體1反應(yīng)形成致密的硅酸鋇，該硅酸鋇同時(shí)作為結(jié)晶促進(jìn)劑，使坩堝本體1表層進(jìn)一步向低密度的方石英轉(zhuǎn)變，使其表面層體積膨脹，表面更平整致密，從而達(dá)到抑制坩堝本體1內(nèi)部雜質(zhì)向硅料擴(kuò)散的目的，進(jìn)而提高靠近坩堝部位的晶錠的少子壽命，提高晶錠的利用率和電池轉(zhuǎn)換效率。鋇的分凝系數(shù)非常小，要優(yōu)于鈣、鎂等其他的金屬促進(jìn)劑，同時(shí)由于氮化硅在坩堝本體1和硅料之間的阻隔作用，鋇基本不會(huì)擴(kuò)散到硅料中，因此對(duì)抑制坩堝本體1中雜質(zhì)的擴(kuò)散非常有效，經(jīng)過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)對(duì)鐵的抑制作用尤為明顯，SiO₂-BaO-Fe₂O₃體系在高溫下會(huì)生成BaSiO₃和BaFe₁₂O₁₉。

采用氫氧化鋇為涂層材料時(shí)，其過程中發(fā)生的反應(yīng)可能有：

Ba(OH)₂+CO₂→BaCO₃+H₂O；

BaCO₃→BaO+CO₂(氣體，高溫下1450℃)；

BaCO₃+SiO₂→BaSiO₃+CO₂；

BaO+SiO₂→BaSiO₃；

3BaO+2Al→Al₂O₃+3Ba。