一種多晶硅錠鑄造用坩堝的制作方法
【專利摘要】一種多晶硅錠鑄造用坩堝，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。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。
【專利說明】一種多晶硅錠鑄造用坩堝
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種多晶硅錠鑄造用坩堝。
【背景技術】
[0002]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TCl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。
[0003]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
[0004]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。
[0005]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。
[0006]與現有技術相比本實用新型具有以下優點。
[0007]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。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
[0009]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0010]圖2為圖1中A向局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0011]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。
[0012]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°C，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0.2-0.4_。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。
[0013]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° ;
[0014]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°。
【權利要求】
1.一種多晶硅錠鑄造用坩堝，包括堝體(I)、堝底(2)，其特征在于，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 )。
【文檔編號】C30B29/06GK203403171SQ201320420171
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月16日 優先權日:2013年7月16日
【發明者】宋麗平, 張澤興, 吳彬輝, 楊帥國, 傅亮 申請人:江西旭陽雷迪高科技股份有限公司