铸锭用坩埚的制作方法

文档序号:8133247阅读:305来源:国知局
专利名称:铸锭用坩埚的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种坩埚,尤其是一种铸锭用坩埚。
背景技术
目前生产多晶铸锭时采用石英陶瓷坩埚作为多晶硅铸锭的容器,通过双温区或三 温区控制,利用晶锭上下的温度梯度实现定向凝固,采用氮化硅粉末涂层为脱模剂,此方法 普遍的应用于太阳能电池铸锭行业。单晶用石英玻璃坩埚纯度较高,成本较大,也比较容 易变形;多晶铸锭用坩埚投料量大,为了获得较高的强度,采用的石英陶瓷坩埚含大量的铝 和碱土金属结晶促进剂,约1500-2000卯mw,在铸锭时,行业内普遍在石英陶瓷坩埚内表面 喷涂高纯的氮化硅,抑制了硅与石英陶瓷坩埚的反应,Si02+Si = 2SiO,减少了硅锭中氧的 引入,同时起到了脱模作用,但是此氮化硅层并不能有效的抑制石英陶瓷坩埚中金属等杂 质元素的扩散,因此多晶锭与石英陶瓷坩埚接触的面杂质含量高,少子寿命低,此原因造成 边皮和晶锭底部去除量一般高达20-30%,因此造成晶锭的利用率不高,电池效率也受到影 响。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种经过表面处理的铸锭用坩埚,防止 坩埚内杂质扩散,从而提高铸锭的利用率和电池的转换效率。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是铸锭用坩埚,包括坩埚本体,坩
埚本体的内表面具有一层氢氧化钡或钡的盐类的涂层。 坩埚本体为石英陶瓷坩埚。 本实用新型的有益效果是,该涂层经过烘焙,在铸锭时和坩埚发生反应,可以抑制 坩埚内部杂质向硅料扩散的目的,进而提高靠近坩埚部位的少子寿命,提高晶锭的利用率 和电池转换效率。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。


图1是本实用新型的结构示意图。
图中1.坩埚本体,2.氢氧化钡或钡的盐类的涂层。
具体实施方式现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简
化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关 的构成。 如图1所示的铸锭用坩埚,包括坩埚本体l,坩埚本体1的内表面具有一层氢氧化 钡或钡的盐类的涂层2。[0012] 坩埚本体1为石英陶瓷坩埚。 在坩埚本体1内表面上的氢氧化钡或钡的盐类的涂层2,还需要进行烘焙,在高温
下,钡化合物会分解形成氧化钡,氧化钡与坩埚本体1反应形成致密的硅酸钡,该硅酸钡同
时作为结晶促进剂,使坩埚本体1表层进一步向低密度的方石英转变,使其表面层体积膨
胀,表面更平整致密,从而达到抑制坩埚本体1内部杂质向硅料扩散的目的,进而提高靠近
坩埚部位的晶锭的少子寿命,提高晶锭的利用率和电池转换效率。钡的分凝系数非常小,要
优于钙、镁等其他的金属促进剂,同时由于氮化硅在坩埚本体1和硅料之间的阻隔作用,钡
基本不会扩散到硅料中,因此对抑制坩埚本体1中杂质的扩散非常有效,经过检测发现对
铁的抑制作用尤为明显,Si02-Ba0-Fe203体系在高温下会生成BaSi03和BaFe12019。 采用氢氧化钡为涂层材料时,其过程中发生的反应可能有 Ba (OH) 2+C02 — BaC03+H20 ; BaC03 — Ba0+C02 (气体,高温下1450°C );BaC03+Si02 — BaSi03+C02 ;Ba0+Si02 — BaSi03 ; 3Ba0+2Al — Al203+3Ba。 涂层经过烘焙后,其粘附的比较强,效果优于未烘焙的坩埚,涂层物质优选为八水 合氢氧化钡,溶剂优选20-7(TC的纯水,搅拌适当时间充分溶解,坩埚本体1表面优选的金 属化合物涂覆量为5X 10—6_3X 10—511101/0112,涂覆液中金属组分重量百分比为2-15%是合适 的,含量以金属化合物的量来计算,但涂覆量高于或者低于所述范围时是不优选的,因为涂 覆量太少抑制坩埚本体1中杂质向硅液扩散的效果不明显,涂覆量太多坩埚和氮化硅粉末 层粘结不牢易脱落。晶锭的利用率以少子寿命为标准,为了获得较高的晶锭利用率,需要在 坩埚本体l的整个内表面,或者在硅料与坩埚接触的内壁局部有选择的做涂覆。涂覆的方
法可以是喷涂、浸涂、涂刷等,但不限于这些方法,涂层涂覆后,烘焙的温度和时间由所用的
金属化合物和溶剂决定,在50-120(TC下烘焙所述的涂覆液0. 5-10h是优选的。 八水合氢氧化钡涂层在高于80(TC的温度下至少烘焙30分钟是优选的,烘焙时间
过短则后续喷涂的氮化硅粉末涂层容易粘附不牢,若氮化硅粉末涂层粘附不牢则容易掉入
硅液,坩埚本体l与硅液起反应导致氧的引入,同时导致最终不能有效脱模而裂锭,反而影
响晶锭的利用率,并且氮化硅和氧的引入会影响晶锭质量。由于内表面涂层可能会引起坩
埚本体1内层强度进一步增强,但不必担心会导致坩埚变形,因为多晶铸锭用石英陶瓷坩
埚与单晶用石英玻璃坩埚晶体结构不一致,石英陶瓷坩埚已基本为方石英,不会产生过大
的变形而导致裂埚漏硅。
权利要求一种铸锭用坩埚,包括坩埚本体(1),其特征在于所述的坩埚本体(1)的内表面具有一层氢氧化钡或钡的盐类的涂层(2)。
2. 根据权利要求1所述的铸锭用坩埚,其特征在于所述的坩埚本体(1)为石英陶瓷 坩埚。
专利摘要本实用新型涉及铸锭用坩埚,包括坩埚本体,坩埚本体的内表面具有一层氢氧化钡或钡的盐类的涂层。该涂层经过烘焙,在铸锭时和坩埚发生反应,可以抑制坩埚内部杂质向硅料扩散的目的,进而提高靠近坩埚部位的少子寿命,提高晶锭的利用率和电池转换效率。
文档编号C30B11/00GK201506711SQ20092023223
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者陈雪, 黄强, 黄振飞 申请人:常州天合光能有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1