一种石英陶瓷坩埚的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种石英陶瓷坩埚，包括一体成型的底部和侧壁，底部内表面固定铺设有硅颗粒层，所述硅颗粒层包含多个紧密或间隔排列的硅颗粒。本实用新型石英陶瓷坩埚的结构设计，使得坩埚为多晶硅晶体的生长提供了生长基，有利于多晶硅晶体的定向生长，减少晶界的形成和紊乱。初始晶体沿着原始方向生长并不断变粗变大，从而能够得到粗大定向性好的多晶硅晶体，优化了晶界的形成，提高了太阳能电池片的转化率，并降低了衰减速率。
【专利说明】一种石英陶瓷坩埚
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于太阳能多晶硅铸锭领域的石英陶瓷坩埚。
【背景技术】
[0002]目前多晶硅铸锭采用的是定向凝固技术，主要是为了获得沿生长方向整齐排列的粗大的柱状晶组织，在后续的切片过程中保证晶界和电池表面垂直，便于减少晶界对电池转换效率的影响，粗大的柱状晶尺寸减少了晶界数量，也有利于提高转换效率。而要达到这个目的，如何控制热场以及晶体生长是最为关键的，这对于太阳能行业的发展也具有重要意义。现有的多晶硅铸锭用坩埚无法获得粗大柱状多晶硅晶体。
实用新型内容
[0003]为了解决现有的多晶硅铸锭用坩埚无法获得粗大柱状多晶硅晶体的技术问题，本实用新型提供了一种新型高效的石英陶瓷坩埚。
[0004]本实用新型提供的石英陶瓷坩埚，包括一体成型的底部和侧壁，底部内表面固定铺设有硅颗粒层，所述硅颗粒层包含多个紧密或间隔排列的硅颗粒。
[0005]在底部内表面铺设硅颗粒层，硅颗粒为多晶硅熔体在冷却过程中提供了一个生长的基，从而使得晶体以这些颗粒为基础开始定向生长，初始晶体不断变粗变大，从而能够得到粗大定向性好的多晶硅晶体，优化了晶界的形成。为了能够让这些硅颗粒附着在坩埚内底部，不会在生产，运输和使用过程发生移动，必须将其固定铺设在坩埚底部内表面。
[0006]优选地，所述硅颗粒通过具有黏性的3102溶液与底部内表面黏附固定。使用3102溶液可以在保证所铺设的硅颗粒固定在坩埚底部内表面的同时最大限度地减少污染。
[0007]优选地，所述硅颗粒层铺设于具有黏性的3102溶液与底部内表面之间，固定结合。
[0008]优选地，所述具有黏性的3102溶液铺设于硅颗粒层与底部内表面之间，固定结合。
[0009]优选地，所述硅颗粒之间的间隔距离不大于所使用的全部硅颗粒中最大颗粒直径的2倍。
[0010]优选地，所述硅颗粒为多晶硅或原生硅。
[0011]优选地，所述硅颗粒的直径为0.01臟?2臟，所述硅颗粒形状为圆形、方形或者不规则形状。
[0012]优选地，所述具有黏性的3102溶液为硅溶胶或石英浆体。
[0013]优选地，所述具有黏性的3102溶液厚度为0.005臟?3臟。
[0014]作为一种最佳实施方案，上述石英陶瓷坩埚中，所述硅颗粒为多晶硅或原生硅，直径为0.01臟?2臟，所述硅颗粒形状为圆形，方形或者不规则形状。；所述具有黏性的5102溶液厚度为0.005皿?3皿；所述硅颗粒之间的间隔距离不大于硅颗粒直径的2倍。
[0015]本实用新型具有以下有益效果:
[0016]本实用新型石英陶瓷坩埚的结构设计，使得坩埚为多晶硅晶体的生长提供了生长基，从而有利于多晶硅晶体的定向生长，可以减少晶界的形成和紊乱。初始晶体沿着原始方向生长并不断变粗变大，从而能够得到粗大定向性好的多晶硅晶体，优化了晶界的形成，提高了太阳能电池片的转化率，并降低了衰减速率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1: 二氧化硅溶液覆盖硅颗粒的坩埚成品剖面结构示意图。
[0018]图2:硅颗粒在二氧化硅溶液层上面的坩埚成品剖面结构示意图。
[0019]符号说明:1坩埚；2硅颗粒；3 3102溶液层。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0021]本实用新型提供的高效石英陶瓷坩埚1，包括一体成型的底部和侧壁，底部内表面固定铺设有硅颗粒层，所述硅颗粒层包含多个紧密或间隔排列的硅颗粒2。
[0022]所述石英陶瓷坩埚根据实际情况，可以在坩埚毛坯或者坩埚胚体上(即为进行高温烧成前)进行上述操作，也可以在坩埚成品上(即高温烧成后)进行上述操作。例如在坩埚成型之后，使用多晶硅颗粒或者原生硅颗粒，铺在坩埚底部内表面，形成硅颗粒层，人为地使多晶硅晶体在生长初期在特定位置(硅颗粒凸起处)的优先成核生长，为晶体进一步生长提供了生长基。
[0023]根据实际情况，在石英陶瓷坩埚底部内表面先涂上具有粘性的3102溶液形成3102溶液层3，可以使用硅溶胶或者由石英加工制成的石英浆体，再铺上多晶硅颗粒或者原生硅颗粒；也可以先铺上硅颗粒再涂上具有粘性的3102溶液。可以根据实际情况调整所涂的具有粘性的3102溶液厚度，范围为0.005臟-3臟1。硅颗粒直径在0.01臟?2臟范围，其形状为圆形、方形或者不规则形状，可以根据实际情况需要，只选用某一直径大小的颗粒，或者直径在上述范围内某一区间值的颗粒，也可以在上述颗粒大小范围内均匀选取。每个颗粒之间不相连，有一定的间隔距离，最大距离不大于所使用的硅颗粒直径的两倍。
[0024]无论坩埚底部内表面铺设的硅颗粒层中使用多大的硅颗粒，都为多晶硅晶体的生长提供了初期的生长基，从而使得多晶硅熔体在冷却过程中，在这些位置优先开始长出晶体，使得多晶硅晶体具有更高的定向性，晶体之间不会相互交错，从而可以减少晶界的形成和紊乱。
[0025]后续生长的晶体会在初始生长的基础上进一步定向生长，可以使得晶体沿着原始方向生长并不断变粗变大，从而能够得到粗大定向性好的多晶硅晶体，优化了晶界的形成，提高了太阳能电池片的转化率，并降低了衰减速率。
[0026]以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本【技术领域】的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种石英陶瓷坩埚，包括一体成型的底部和侧壁，其特征在于，底部内表面固定铺设有硅颗粒层，所述硅颗粒层包含多个紧密或间隔排列的硅颗粒。
2.根据权利要求1所述的石英陶瓷坩埚，其特征在于，所述硅颗粒通过具有黏性的S12溶液与底部内表面黏附固定。
3.根据权利要求2所述的石英陶瓷坩埚，其特征在于，所述硅颗粒层铺设于具有黏性的S12溶液与底部内表面之间，固定结合。
4.根据权利要求2所述的石英陶瓷坩埚，其特征在于，所述具有黏性的S12溶液铺设于娃颗粒层与底部内表面之间，固定结合。
5.根据权利要求1所述的石英陶瓷坩埚，其特征在于，所述硅颗粒之间的间隔距离不大于所使用的全部硅颗粒中最大颗粒直径的2倍。
6.根据权利要求广5任一所述的石英陶瓷坩埚，其特征在于，所述硅颗粒为多晶硅或原生硅。
7.根据权利要求1飞任一所述的石英陶瓷坩埚，其特征在于，所述硅颗粒的直径为0.01mnT2mm，所述硅颗粒形状为圆形、方形或者不规则形状。
8.根据权利要求f5任一所述的石英陶瓷坩埚，其特征在于，所述具有黏性的S12溶液为硅溶胶或石英浆体。
9.根据权利要求f5任一所述的石英陶瓷坩埚，其特征在于，所述具有黏性的S12溶液厚度为 0.005mnr"3mm。
10.根据权利要求1飞任一所述的石英陶瓷坩埚，其特征在于，所述硅颗粒为多晶硅或原生硅，直径为0.01mnT2mm，所述硅颗粒形状为圆形，方形或者不规则形状；所述具有黏性的S12溶液厚度为0.005mnT3mm ;所述娃颗粒之间的间隔距离不大于娃颗粒直径的2倍。
【文档编号】C30B28/06GK204138816SQ201420426705
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】陈士斌, 段井超, 李欢喜 申请人:连云港太平洋光伏石英材料有限公司