[實用新型]一種多晶硅錠鑄造用坩堝

有效

• 申請號: 201320420171.0
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN203403171U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 宋麗平;張澤興;吳彬輝;楊帥國;傅亮
• 申請（專利權）人: 江西旭陽雷迪高科技股份有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

????本實用新型涉及一種多晶硅錠鑄造用坩堝。

背景技術

太陽能電池通常用多晶硅片為原料制備。而多晶硅片由多晶硅鑄錠再經過開方、切片加工制成。多晶硅硅錠是以高純多晶硅為原料在高溫條件下熔融成硅液，經過定向凝固結晶形成；其生產過程有：裝料、加溫、熔化、結晶、退火、冷卻。在晶體定向凝固的初期成核方式決定晶體的后期生長。早期的鑄錠工藝采用全熔工藝，然后通過控制隔熱籠的位移與高度改變鑄錠爐的溫度場，從而給坩堝底部的硅液一個過冷度，硅液通過自由成核進行自由生長成多晶體；此工藝生產的硅片光電轉換效率一般在17.0%左右；為了提高光電轉換效率，通過技術改進：對原有鑄錠工藝進行優化，形成一種高效多晶新工藝，即：在坩堝底部鋪墊一層籽晶，在熔化過程中控制隔熱籠位移與高度與鑄錠爐的溫度場，使得籽晶不被熔化，后期控制TC1溫度實現晶體在籽晶上的生長模式，效率在17.6%左右，但是成晶比率較低，單片硅片成本較高。

目前，鑄錠普遍采用石英坩堝為裝載多晶硅原料的容器。而光電轉換效率在17.5%的高效多晶硅錠生產方法很多，如將石英坩堝底部設計成倒金字塔形狀結構，為的是增大晶體在生長初期的成核環境下的粗糙度，提高成核數；另外，硅片生產企業很多廠家采用在石英坩堝底部鋪放一層碎硅片作籽晶，增大晶體在生長初期的成核環境下的粗糙度，以引導硅液定向凝固形成多晶體。

實用新型內容

本實用新型其目的就在于提供一種多晶硅錠鑄造用坩堝，改變晶體生長初期底部成核時的粗糙度，以求生長出高效多晶，具有成品收益高、單片硅片成本低的特點。

實現上述目的而采取的技術方案，包括堝體、堝底，所述坩堝內表面噴涂氮化硅涂層，所述坩堝堝底內表面氮化硅涂層上噴涂氮化硅粉與硅粉涂層。

與現有技術相比本實用新型具有以下優點。

由于在坩堝底部加噴一層由氮化硅粉與硅粉的混合物質，改變晶體生長初期底部成核時的粗糙度，以求生長出高效多晶，具有成品收益高、單片硅片成本低的特點。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為圖1中A向局部放大示意圖。

具體實施方式

????本裝置包括堝體1、堝底2，如圖1、2所示，所述坩堝內表面噴涂氮化硅涂層，所述坩堝堝底2內表面氮化硅涂層上噴涂氮化硅粉與硅粉涂層3。

由于在坩堝底部平鋪一層籽晶能制造出高效多晶，但其成品率低，單片硅片成本高；并且在坩堝底部平鋪一層籽晶的重量有一定要求，數量通常在10-15公斤；對于質量好而且產量大的硅片生產企業，難以有大量的碎硅片來保證這種需求；故尋求不用碎硅片作籽的方法成為研究方向；本實用新型是，為防止坩堝在鑄錠過程中出現硅晶體與坩堝發生粘連的粘堝現象，首先需對坩堝噴涂氮化硅粉形成氮化硅涂層，待第一次噴涂完成后，將坩堝底部加熱器設定為50℃，待其水分蒸發后在坩堝底部加噴一層由氮化硅粉與硅粉的混合物質，氮化硅粉與硅粉的比例為3-5:1、噴涂涂層厚度為0.2-0.4mm。為防止后期噴涂涂層起皮及掉粉，起噴的溫度設置為80°。在保持原有坩堝噴涂氮化硅涂層的基礎上，通過加噴氮化硅粉與硅粉的混合涂層，改變晶體生長初期底部成核時的粗糙度，以求生長出高效多晶，達到成品收益高，單片硅片成本低的目標。

實施例1，將潔凈的石英坩堝內表面噴涂450克氮化硅粉形成氮化硅涂層后，干燥去除水分后，再按3:1比例取氮化硅粉與硅粉用水溶劑混合均勻，噴涂在坩堝底部，噴涂涂層厚度為0.2mm；坩堝體的起噴的溫度設置為80°；

實施例2，將潔凈的石英坩堝內表面噴涂500克氮化硅粉形成氮化硅涂層后，干燥去除水分后，再按5:1比例取氮化硅粉與硅粉用水溶劑混合均勻，噴涂在坩堝底部，噴涂涂層厚度為0.3-0.4mm；坩堝體的起噴的溫度設置為80°。