坩埚的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及多晶硅领域，尤其涉及一种坩祸。
【背景技术】
[0002]现有设计的坩祸侧壁大多都为平整设计，在多晶硅的长晶阶段，通常在侧壁喷涂氮化硅后，在后续晶体生长过程中，侧部的晶体会形成大颗粒的枝晶晶体，其生长方向多为斜向坩祸中心区域。
[0003]然而，本案的发明人发现，此种情况下，侧壁生成的晶体和中心晶体的生长方向相互冲突挤压，从而使得坩祸侧部区域的晶体受到的生长应力比较大，进而造成侧部晶粒的位错偏多。当该硅片被制作成太阳能电池后，容易造成该硅片的转换效率低，从而不利于能量的转换。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种能够减少侧壁上生长的晶体受到的生长应力并有利于提高生成的硅片转化率的坩祸。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供了一种坩祸，应用于多晶硅铸锭生产，所述坩祸包括侧壁以及连接所述侧壁的底壁，所述侧壁上设置有凹坑结构，所述凹坑结构沿所述侧壁高度方向设置并延伸至所述底壁。
[0006]其中，所述凹坑结构为开设于所述侧壁上的多个孔，多个所述孔均沿所述坩祸的高度方向排列设置。
[0007]其中，所述凹坑结构为开设于所述侧壁上的多个斜孔，并且多个所述斜孔的中心均与所述坩祸的底壁成一预设倾斜角度。
[0008]其中，所述侧壁上设置有多个颗粒，所述多个颗粒与所述侧壁形成所述凹坑结构。
[0009]其中，所述凹坑结构为圆孔或锥形孔。
[0010]其中，所述凹坑结构的孔径为2-10mm。
[0011]其中，所述凹坑结构的深度均为2-20mm。
[0012]其中，所述预设倾斜角度的范围为0-60°。
[0013]其中，所述颗粒为石英颗粒。
[0014]其中，所述坩祸为方形坩祸，所述坩祸的侧壁上还涂覆一层氮化硅涂层。
[0015]本实用新型提供的坩祸通过在所述坩祸的侧壁上设置凹坑结构，从而替代了现有的采用侧壁平整的设计，当在多晶硅的长晶阶段时，侧壁上生长的晶体由于多个凹坑结构的作用，能够在坩祸侧壁上形成小晶粒，从而能够使得晶体的生长方向与中心生长的晶体的生长方向一致，同时由于小晶粒相对于原有的大晶粒的生长应力小，因而能够释放一定的生长应力，从而使得作用在侧壁晶体上的生长应力减少，有利于侧壁晶体的生长，并能够减少生长成的晶体的位错，故而能够提尚晶体的生长质量，同时能够进一步提尚后续娃片的转化率。本实用新型提供的坩祸具有结构简单、便于制造的优点。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本实用新型实施例提供的坩祸的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0019]请参阅图1，本实用新型实施方式提供的一种坩祸100，应用于多晶硅铸锭生产，所述坩祸100包括侧壁10和连接于所述侧壁的底壁20，所述侧壁10上设置有凹坑结构11。
[0020]本实施例中，所述坩祸100的材质为石英砂，以保证其坚硬、耐磨性及耐热性，使得在加热时，所述坩祸100的化学性能不会发生改变。当然，在其他实施例中，所述坩祸100的材质也可为粘土、瓷土或石墨等。
[0021]本实施例中，为了便于晶体的生长，所述坩祸100为方形坩祸。所述坩祸100包括四个所述侧壁10，四个所述侧壁10上设置有所述凹坑结构11。可以理解的是，在其他实施例中，所述坩祸100还可为圆形坩祸或U形坩祸等。
[0022]本实施例中，为了进一步的改进，各所述侧壁10上均涂覆一层氮化硅涂层，以进一步增强所述侧壁10的硬度、耐高温性能以及耐磨性能。当然，在其他实施例中，各所述侧壁10上也可涂覆陶瓷涂层。
[0023]多个所述孔11均沿所述坩祸100的高度方向排列设置。本实施例中，多个所述凹坑结构11均设置于相对设置的两所述侧壁10上并延伸至所述底壁20上。
[0024]—种实施方式中，所述凹坑结构11为开设于所述侧壁10上的多个孔，并且多个孔均沿所述坩祸100的高度方向排列设置。
[0025]另一种实施方式中，所述凹坑结构11可为开设于所述侧壁10上的多个斜孔，并且多个所述斜孔的中心均与所述坩祸100的底壁成一预设倾斜角度。
[0026]具体地，所述凹坑结构11可为圆孔或者锥形孔。当所述凹坑结构11为圆孔时，所述凹坑结构11的孔径范围为2?10m，并且所述凹坑结构11的深度均为2?20mm，从而能够便于所述侧壁10上的晶体生长，减少其受到的生长应力。可以理解的是，在其他实施例中，所述凹坑结构11的孔径范围以及其深度还可根据所述坩祸100的宽度选择调整。
[0027]进一步地，当所述凹坑结构11为锥形孔时，所述凹坑结构11的孔径范围为2?10m，并且所述凹坑结构11的深度均为2?20mm。所述预设倾斜角度的范围为0-60°。优选地，当选择所述凹坑结构11的孔径大小为3mm，深度为8mm，并且所述预设倾斜角度为45°时，采用所述坩祸100在多晶铸锭炉上定向凝固铸锭，得到的硅锭侧部边皮的晶体形核，并和侧壁为平整的坩祸对比，可以得到，采用本实施例中的所述坩祸100的方案，所述侧壁10上生长的晶粒更细小，其尺寸大于约为2mm?Icm左右，同时所述侧壁10上生长的籽晶晶体的生长方向与所述坩祸100的中心角度偏差较小，并且远远小于普通坩祸，因此采用本实施例的所述坩祸100，所述侧壁10上生长的所述晶粒向内生长的距离小于现有设计中侧壁为平整的坩祸。此外，通过光致发光控制系统(PL)测试，采用本实施例的所述坩祸100的侧壁10上生长的硅片位错少于采用侧壁为平整设计坩祸的，并且在后续的硅片转换效率中，其效率能够提高0.1-0.3%，因此采用本实施例中的坩祸100能够有效地减少硅片的位错，并提高起转换效率。
[0028]此外，在另一种实施方式中，所述侧壁10上设置有多个颗粒(图中未标识)，所述多个颗粒与所述侧壁10形成所述凹坑结构11。具体地，所述多个颗粒可为喷涂于所述侧壁10上的石英颗粒，并且所述多个颗粒可为不规则喷涂于所述侧壁10上，以使得形成的所述凹坑结构11为不规则结构，从而达到使得所述侧壁10具有坑坑洼洼的效果，进而使得在长晶时，能够在所述凹坑结构11内形成小晶粒，即在所述侧壁10上形成小晶粒，并使得晶体的生长方向与中心生长的晶体的生长方向一致，通过侧壁10上的小晶粒的晶界能够释放一定的生长应力，故而能够减少作用在所述侧壁10晶体上的生长应力，有利于所述晶体的生长。
[0029]为了进一步的改进，本实施例中，所述坩祸100的侧壁10外均设有护板(图中未标识)，并且各所述护板的材质均为石墨，以满足所述坩祸100的耐磨耐高温性。当然，在其他实施例中，所述护板的材质也可为其他耐高温材料，如陶瓷。
[0030]此外，为了进一步的改进，所述坩祸100的顶部还可覆盖一盖板(图中未标识)，并且所述盖板的材质为高强碳碳纤维，以保证其耐高温及耐磨性。所述盖板用于封闭所述坩祸100的开口端，以便于在进行加热时，热量不易从开口端散发的同时，杂质不易从开口处进入，从而使得热量集中于所述坩祸100内部，并进一步提高铸锭质量。
[0031]本实用新型提供的坩祸通过在所述坩祸的侧壁上设置凹坑结构，从而替代了现有的采用侧壁平整的设计，当在多晶硅的长晶阶段时，侧壁上生长的晶体由于多个凹坑结构的作用，能够在坩祸侧壁上形成小晶粒，从而能够使得晶体的生长方向与中心生长的晶体的生长方向一致，同时由于小晶粒相对于原有的大晶粒的生长应力小，因而能够释放一定的生长应力，从而使得作用在侧壁晶体上的生长应力减少，有利于侧壁晶体的生长，并能够减少生长成的晶体的位错，故而能够提尚晶体的生长质量，同时能够进一步提尚后续娃片的转化率。本实用新型提供的坩祸具有结构简单、便于制造的优点。
[0032]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种坩祸，应用于多晶硅铸锭生产，其特征在于，所述坩祸包括侧壁以及连接所述侧壁的底壁，所述侧壁上设置有凹坑结构，所述凹坑结构沿所述侧壁高度方向设置并延伸至所述底壁。2.如权利要求1所述的坩祸，其特征在于，所述凹坑结构为开设于所述侧壁上的多个孔，多个所述孔均沿所述坩祸的高度方向排列设置。3.如权利要求1或2所述的坩祸，其特征在于，所述凹坑结构为开设于所述侧壁上的多个斜孔，并且多个所述斜孔的中心均与所述坩祸的底壁成一预设倾斜角度。4.如权利要求1所述的坩祸，其特征在于，所述侧壁上设置有多个颗粒，所述多个颗粒与所述侧壁形成所述凹坑结构。5.如权利要求3所述的坩祸，其特征在于，所述凹坑结构为圆孔或锥形孔。6.如权利要求5所述的坩祸，其特征在于，所述凹坑结构的孔径为2-10mm。7.如权利要求5所述的坩祸，其特征在于，所述凹坑结构的深度均为2-20_。8.如权利要求3所述的坩祸，其特征在于，所述预设倾斜角度的范围为0-60°。9.如权利要求4所述的坩祸，其特征在于，所述颗粒为石英颗粒。10.如权利要求1所述的坩祸，其特征在于，所述坩祸为方形坩祸，所述坩祸的侧壁上还涂覆一层氮化硅涂层。
【专利摘要】本实用新型公开了一种坩埚，应用于多晶硅铸锭生产，坩埚包括侧壁及连接侧壁的底壁，侧壁上设凹坑结构，凹坑结构沿侧壁高度方向设置并延伸至底壁。本实用新型提供的坩埚通过在坩埚的侧壁上设置凹坑结构，从而替代了现有的采用侧壁平整的设计，当在多晶硅的长晶阶段时，侧壁上生长的晶体由于多个凹坑结构的作用，能够在坩埚侧壁上形成小晶粒，从而能够使得晶体的生长方向与中心生长的晶体的生长方向一致，同时由于小晶粒相对于原有的大晶粒的生长应力小，因而能够释放一定的生长应力，使得作用在侧壁晶体上的生长应力减少，有利于侧壁晶体的生长，并能够减少生长成的晶体的位错，故而能够提高晶体的生长质量，同时能够进一步提高后续硅片的转化率。
【IPC分类】C30B28/06, C30B29/06
【公开号】CN204752904
【申请号】CN201520463639
【发明人】何亮, 胡动力, 雷琦, 罗鸿志
【申请人】江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月1日