一种利于多晶半熔工艺提效的坩埚的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种利于多晶半熔工艺提效的坩埚，具体为将坩埚底部圆弧角处厚度加大至25?60 mm，坩埚底部中间掏空处厚度减薄至5?25mm,其它部位厚度在20?60mm之间，坩埚底部中间掏空处用加工好的石墨件或者其它导热材料填充。此种外型坩埚一方面使得熔化阶段加热器对边缘籽晶的热辐射减少，晶体全部沿着底部籽晶形核达到彻底同质形核的目的，降低边缘晶棒的低效比例，晶锭整锭效率可提升0.05%?0.2%，且效率分布更集中；另一方面底部厚度减薄使得DS块散热更充分，适当加快长晶，铸锭用时可缩短2?4小时，铸锭能耗降低10?25%。
【专利说明】
一种利于多晶半熔工艺提效的坩埚
技术领域
[0001] 本发明涉及一种特殊形状坩埚，尤其涉及多晶铸锭半熔工艺使用。
【背景技术】
[0002] 多晶铸锭工艺随着工艺技术的改进革新，目前比较稳定存在全熔与半熔两大工 艺，相比半熔工艺，全熔工艺有成本的优势，效率也在不断增加，但平均转换效率与半熔工 艺比还存在微弱的差距，因此行业内使用半熔工艺仍然为多数。半熔工艺一般都采取在多 晶坩埚底部铺一定重量的碎硅料或其它形状小尺寸硅料来达到同质形核的目的，优势在于 效率较全熔略高，若铸锭炉热场不均，表现在坩埚边缘温度过高时，会使得晶锭在长晶时固 液界面过凸，在一定剩余籽晶情况下，边缘籽晶较容易熔化。行业内采取各种办法，比如在 护板边缘增加石墨软毡、石墨硬毡，或者在护板与坩埚间增加石墨软毡，DS块边缘、隔热笼 底部增加多孔石墨材料等方法在一定程度上可防止边缘籽晶被熔化，但容易导致炉腔内碳 含量或者其它杂质的引入，也增加了生产的劳动力，如何改善此类情况，设计一种特殊规格 的坩埚将有重大意义。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的主要技术问题有:一，设计坩埚底部圆弧角，目的加大圆弧角或 将底部拐角处坩埚厚度增加;二，保证拐角处圆弧角圆润，过度平滑;三，坩埚底部减薄后强 度会下降，必须保证坩埚底部强度与平整度达要求避免坩埚底部开裂引发溢流。
[0004] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种利于多晶半熔工艺提效的坩埚， 坩埚底部拐角处厚度从常用的22-30mm增加至25-60mm。
[0005] 更进一步地，将坩埚底部中间处厚度减薄至原有的50-90%，底部其他位置厚度保 持不变，呈掏空状，从坩埚外底部由下而上掏空； 掏空处占坩埚底部面积的百分数5-95%; 所述利于多晶半熔工艺提效的坩埚，坩埚底部中间处厚度控制在5_25mm。
[0006] 所述利于多晶半熔工艺提效的坩埚，坩埚底部成掏空状态，陶空处底部厚度在5-25mm之间，其它部位底部厚度在20-60mm之间。
[0007] 所述利于多晶半熔工艺提效的坩埚，坩埚底部掏空处用石墨材料或者其它在氩气 气氛、温度1400°C以上情况下不与坩埚发生反应的导热材料填充。
[0008] 所述的一种利于多晶半熔工艺提效的坩埚，其底部用的填充材料可为正方体或者 其它任何可与坩埚底部吻合的形状； 所述的一种利于多晶半熔工艺提效的坩埚，其底部用的填充材料厚度控制在0_20mm之 间。
[0009] -种利于多晶半熔工艺提效的坩埚制备方法，包括以下步骤： 步骤一:修正坩埚模具，将坩埚底部拐角处厚度设定在25-60mm; 步骤二:将坩埚底部掏空处厚度设定为5-25mm; 步骤三:选取多晶铸锭用石墨件材料加工成与坩埚底部吻合的形状，使得坩埚底部整 体平齐。
[0010]本发明的有益技术效果为:坩埚底部拐角处厚度从常用的22-30mm增加至25-60mm 使得熔化阶段加热器对边缘籽晶的热辐射减少，晶体全部沿着底部籽晶形核达到彻底同质 形核的目的，降低边缘晶棒的低效比例，晶锭整锭效率可提升〇. 〇5%-〇. 2%，且效率分布更集 中；另一方面底部厚度减薄使得DS块散热更充分，适当加快长晶，铸锭用时可缩短2-4小时， 铸锭能耗降低10-25%。
【附图说明】
[0011] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012] 图1本发明石英坩埚结构示意图（一）； 图2本发明石英坩埚结构示意图（二）； 图3所示为正常坩埚出锭后晶锭尾部晶花； 图4所示为新型坩埚出锭后晶锭尾部晶花。
【具体实施方式】
[0013] 为了进一步理解本发明，下面结合实例对本发明提供的石英坩埚进行描述，本发 明的保护范围不受以下实施例的限制。 实施例
[0014] 将坩埚底部圆弧角厚度设定为30 mm，坩埚底部掏空处厚度设定为18mm，其它部位 厚度设定在25 mm，铸锭周期缩短3小时，边缘籽晶保留90%，效率与产线一致;各实施例对应 坩埚参数如下表所示。
【主权项】
1. 一种利于多晶半熔工艺提效的坩埚，其特征在于坩埚底部圆弧角处不同程度加厚， 坩埚底部厚度较正常坩埚明显偏薄。2. 根据权利要求1所述的利于多晶半熔工艺提效的坩埚，其特征在于坩埚底部圆弧角 厚度加大至25_60mm。3. 根据权利要求2所述的利于多晶半熔工艺提效的坩埚，其特征在于坩埚底部成掏空 状，掏空处底部厚度在5-25_之间，掏空处占坩埚底部面积的百分数5-95%。4. 根据权利要求1或权利2所述的利于多晶半熔工艺提效的坩埚，其特征在于坩埚底部 用石墨材料或者其它在氩气气氛、温度1400°C以上情况下不与坩埚发生反应的导热材料填 充。5. 根据权利要求4所述的利于多晶半熔工艺提效的坩埚，其底部用的填充材料与坩埚 底部的形状吻合。6. 根据权利要求5所述的利于多晶半熔工艺提效的坩埚，其特征在于其底部用的填充 材料厚度控制在0-20mm之间。7. -种如权利要求1-6中任一项权利要求书所述的利于多晶半熔工艺提效的坩埚制备 方法，包括以下步骤： 步骤一:修正坩埚模具，将坩埚底部内圆弧角厚度在25-60mm; 步骤二:将坩埚底部厚度设定为5-60mm，掏空处底部厚度在5-25mm之间，其它部位底部 厚度在20-60mm之间； 步骤三:选取多晶铸锭用石墨件材料加工成与坩埚底部吻合的形状，使得坩埚底部整 体平齐。
【文档编号】C30B29/06GK106087049SQ201610758343
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月30日
【发明人】张福军, 汪兴华
【申请人】常熟华融太阳能新型材料有限公司