一种保护坩埚侧壁涂层的装料方法与流程

本发明属于多晶铸锭技术领域，具体涉及一种保护坩埚侧壁涂层的装料方法。

背景技术：

现有的全熔铸锭工艺在装料后硅料在加热熔化时会膨胀，硅料间的膨胀挤压会破坏坩埚内壁涂层，熔体硅会从受损的涂层处接触坩埚体发生si+sio2→sio的反应，而气态的sio会进一步的破坏氮化硅粉涂层。硅锭脱模后在这些被破坏的位置会出现俗称“白斑”的点状粘埚现象，这些“白斑”会影响硅锭的氧含量。对于掺b元素的p型多晶硅片，氧含量越高，硅片由于硼氧复合导致做成电池片后光致衰减就越高，这会严重影响电池片的光电转换效率和使用寿命。传统的做法基本都是通过添加粘结剂来获得更硬质的涂层，减小硅料对于涂层的损伤。然而添加pva类粘结剂的方法具有以下缺陷：1、大幅度增加坩埚喷涂用浆液的黏度，极易堵塞磨损喷涂喷枪，大大缩短喷涂用设备的使用寿命；2、保护效果较差，对于铸锭升温激进，硅料快速膨胀的全熔铸锭工艺来说，增加粘结剂的涂层仍不能完全避免被穿透。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种保护坩埚侧壁涂层的装料方法，能够减少硅料由于膨胀挤压刮坏涂层的可能，同时能够降低多晶硅铸锭过程中由于硅料受热膨胀挤压破坏坩埚而发生溢流的可能性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种保护坩埚侧壁涂层的装料方法，包括以下步骤：

步骤1)在坩埚底部均匀地铺满长度尺寸在3～12mm的小块硅料；

步骤2)在所述小块硅料之上采用均匀排列的方式铺设方形回收料，之后再在所述坩埚的四角位置放置晶砖回收料或堆叠的方形回收料；

步骤3)将边皮回收料斜靠在所述坩埚的侧壁上，保证坩埚四面的侧壁不被露出，所述边皮回收料与坩埚侧壁之间呈线性接触，两者之间形成的夹角＜10°；

步骤4)装入硅原料以及掺杂剂，完成装料。

优选地，所述回收料均为多晶铸锭过程中回收的硅原料。

优选地，步骤2)所述晶砖回收料或堆叠的方形回收料与坩埚侧壁的距离≥1cm。

本发明的有益效果如下：

本发明的装料方法通过将护边的硅料替换为宽条形的边皮料，并将边皮料倾斜放置，把传统的面接触护边改为线接触，极大的减少坩埚内壁涂层与硅料的接触面积，减少硅料由于膨胀挤压刮坏涂层的可能。保护坩埚内壁氮化硅涂层，降低铸锭过程中熔硅与与坩埚本体接触的几率，最终能够将多晶硅锭的氧含量降低0.5～1ppm(使用该方法生产出来的硅锭开方后检测大锭中心晶砖底部45mm高度的氧含量，平均7.5ppm左右，相较于同期产线正常的8.5ppm低了1ppm，改善效果明显)。同时由于预留下足够的空隙，能够降低多晶硅铸锭过程中由于硅料受热膨胀挤压破坏坩埚而发生溢流的可能性。

附图说明

图1为保护坩埚侧壁涂层的装料方法的原理图；

图2为完成保护措施后坩埚的俯视图。

图中：1、坩埚；2、小块硅料；3、方形回收料；4、晶砖回收料；5、边皮回收料；6、侧壁。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步阐述。

实施例1

一种保护坩埚侧壁涂层的装料方法，如图1、图2所示，包括以下步骤：

(1)在坩埚1的底部均匀地铺满长度尺寸在3～12mm的小块硅料2，坩埚底部涂层不裸露在外即可。

(2)在所述小块硅料2之上采用均匀排列的方式铺设方形回收料3，之后再在所述坩埚1的四角位置放置晶砖回收料4或堆叠的方形回收料3。

其中，晶砖回收料4或堆叠的方形回收料3与坩埚侧壁6之间的距离≥1cm。

(3)将边皮回收料5斜靠在所述坩埚的侧壁6上，保证坩埚四面的侧壁6不被露出，所述边皮回收料5与坩埚侧壁6之间呈线性接触，两者之间形成的夹角＜10°。取代传统装料方法中使用面接触或者不规则多晶块料直接接触坩埚涂层。

(4)装入剩下的硅原料以及掺杂剂，完成装料。

上述步骤中的回收料均为多晶铸锭过程中回收的硅原料。

技术特征：

1.一种保护坩埚侧壁涂层的装料方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)在坩埚底部均匀地铺满长度尺寸在3～12mm的小块硅料；

步骤2)在所述小块硅料之上采用均匀排列的方式铺设方形回收料，之后再在所述坩埚的四角位置放置晶砖回收料或堆叠的方形回收料；

步骤3)将边皮回收料斜靠在所述坩埚的侧壁上，保证坩埚四面的侧壁不被露出，所述边皮回收料与坩埚侧壁之间呈线性接触，两者之间形成的夹角＜10°；

步骤4)装入硅原料以及掺杂剂，完成装料。

2.根据权利要求1所述的一种保护坩埚侧壁涂层的装料方法，其特征在于，所述回收料均为多晶铸锭过程中回收的硅原料。

3.根据权利要求1所述的一种保护坩埚侧壁涂层的装料方法，其特征在于，步骤2)所述晶砖回收料或堆叠的方形回收料与坩埚侧壁的距离≥1cm。

技术总结
本发明公开了一种保护坩埚侧壁涂层的装料方法，该装料方法具体为：首先在坩埚底部均匀地铺满小块硅料；然后在所述小块硅料之上采用均匀排列的方式铺设方形回收料，之后再在所述坩埚的四角位置放置晶砖回收料或堆叠的方形回收料；再将边皮回收料斜靠在所述坩埚的侧壁上，保证坩埚四面的侧壁不被露出，所述边皮回收料与坩埚侧壁之间呈线性接触，两者之间形成夹角；最后装入硅原料以及掺杂剂，完成装料。本发明的装料方法能够减少硅料由于膨胀挤压刮坏涂层的可能，同时能够降低多晶硅铸锭过程中由于硅料受热膨胀挤压破坏坩埚而发生溢流的可能性。

技术研发人员：徐明;孟涛;张志强;周鹤军
受保护的技术使用者：包头美科硅能源有限公司
技术研发日：2019.10.15
技术公布日：2019.12.17