[發(fā)明專(zhuān)利]用于多晶硅錠制備的組合坩堝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110370450.6
• 申請(qǐng)日: 2011-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103122479A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李川川
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 常州市萬(wàn)陽(yáng)光伏有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C30B28/06
• 分類(lèi)號(hào): C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 蘇州廣正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32234
• 代理人: 張利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多晶硅領(lǐng)域，特別是涉及一種用于多晶硅錠制備的組合坩堝。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有使用的多晶硅鑄錠爐中，用于支撐石英坩堝的石墨坩堝都是由一塊底板和四塊側(cè)板構(gòu)成，當(dāng)發(fā)生硅液溢流時(shí)，硅液在平坦的石墨坩堝底板上四處流動(dòng)，從而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，延長(zhǎng)了事故的報(bào)警時(shí)間。

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)其表而進(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300μm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)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于多晶硅錠制備的組合坩堝，能夠在硅液從石英鉗鍋仟何裂縫處溢出時(shí)，都能夠及時(shí)引導(dǎo)硅液的流向，另外還可以增強(qiáng)石英坩堝整體抗高溫能力，增強(qiáng)涂層附著力，降低涂層原材料成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種用于多晶硅錠制備的組合坩堝，包括：石英坩堝和設(shè)置在石英坩堝外側(cè)的石墨坩堝，所述石英坩堝包括石英坩堝基體、中間過(guò)渡層、第二中間層和內(nèi)表面涂層，所述石英坩堝基體內(nèi)壁設(shè)置有中間過(guò)渡層，所述中間過(guò)渡層上設(shè)有第二中間層，所述第二中間層上設(shè)有內(nèi)表面涂層，所述石墨坩堝包括底板和設(shè)置在底板四周的側(cè)板，所述底板具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述中間過(guò)渡層的材料是硅，厚度為300～600μm之間。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述第二中間層的材料是二氧化硅和氮化硅，厚度為50～100μm之間。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述內(nèi)表面涂層的材料是氮化硅、二氧化硅和硅，厚度為300～600μm之間。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)至少為兩層。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)造是蜂窩形。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明揭示的用于多晶硅錠制備的組合坩堝，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、能夠確保在硅液從石英坩堝任何裂縫處溢出時(shí)，都能夠及時(shí)引導(dǎo)硅液的流向，即引導(dǎo)硅液從底板的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的空隙處流下，從而能夠及時(shí)報(bào)警。

2、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，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)。

3、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。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明用于多晶硅錠制備的組合坩堝的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是所示底板的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中各部件的標(biāo)記如下：1、側(cè)板，2、石英坩堝基體，3、中間過(guò)渡層，4、第二中間層，5、內(nèi)表面涂層，6、底板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

請(qǐng)參閱圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例包括：

一種用于多晶硅錠制備的組合坩堝，包括：石英坩堝和設(shè)置在石英坩堝外側(cè)的石墨坩堝，所述石英坩堝包括石英坩堝基體2、中間過(guò)渡層3、第二中間層4和內(nèi)表面涂層5，所述石英坩堝基體2內(nèi)壁設(shè)置有中間過(guò)渡層3，所述中間過(guò)渡層3上設(shè)有第二中間層4，所述第二中間層4上設(shè)有內(nèi)表面涂層5，所述石墨坩堝包括底板6和設(shè)置在底板四周的側(cè)板1，所述底板6具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。