[发明专利]一种多晶铸锭用高效坩埚及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多晶硅锭铸造所使用的石英坩埚，本发明还涉及一种多晶硅锭铸造所使用的石英坩埚的制备方法。 

背景技术

太阳能电池分硅片、电池片、组件几个制造阶段，在多晶硅片制造过程中，多晶硅锭铸造时需使用石英坩埚。多晶铸锭采用的是定向凝固的方法，将硅料装入石英坩埚投炉后，通常包括加热、融化、长晶、退火、冷却等过程。硅料加热融化为液态后，通过工艺控制使其从底部开始形核长晶而铸成多晶硅锭。

目前的多晶铸锭用石英坩埚，在硅晶体的形核过程中，熔融状态的硅料自发随机形核并生长，形成的晶核均匀性较差，导致后期晶体长晶过程中形成较多的位错及其他缺陷，硅片晶粒分布不均匀，其光电转化效率普遍偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多晶铸锭用高效坩埚，通过对石英坩埚底部的特殊设计，引导硅晶体的均匀形核，使其形成均一、高质量的晶核，从而减少后期长晶过程中晶体缺陷的形成，提高硅片制成电池片后的光电转化效率。

本发明的另一目的在于提供一种工艺简单的多晶铸锭用高效坩埚的制备方法。

本发明提供的一种多晶铸锭用高效坩埚，包括常规的石英坩埚，其特征在于：所述石英坩埚的底部均匀分布有高纯颗粒。

所述高纯颗粒均匀镶嵌于石英坩埚底部的石英浆料内。

所述高纯颗粒为碳化硅颗粒、石英颗粒、硅颗粒或其他与晶体硅晶格常数相同或相近的颗粒，其粒径为0.5-3mm。

所述高纯颗粒突出石英坩埚底部的高度为1-2mm，高纯颗粒之间的间距为5-10mm，高纯颗粒呈矩阵排列。

本发明提供的一种多晶铸锭用高效坩埚的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）按照现有工艺制作石英坩埚；

（2）选取合适的高纯颗粒；

（3）将高纯颗粒均匀的镶嵌于石英坩埚底部的石英浆料内；

（4）采用烧结工艺将高纯颗粒牢牢固定于石英坩埚底部即得。

与现有的石英坩埚相比，本发明具有以下技术效果：

（1）本发明将高纯颗粒均匀分布在石英坩埚底部，使石英坩埚底部形成规律分布的凹凸起伏，在多晶铸锭过程中，高纯颗粒形成的凹凸起伏能够引导晶体形核，使其形成均匀、大小适中的晶核，利于晶体的后期生长质量，从而较容易实现硅片转化效率的提升。

（2）石英坩埚底部镶嵌高纯颗粒后，高纯颗粒牢牢固定在石英坩埚上，使用后颗粒不脱落，利于铸锭后坩埚的脱模，避免了高纯颗粒进入到硅锭中导致底部硅料报废。

（3）高纯颗粒在石英坩埚底部呈矩阵型均匀排列，颗粒间间距5-10mm左右，有利于形成分布均匀、大小适中的晶核，利于后期晶体生长质量的提高。

附图说明

图1为本发明所述多晶铸锭用高效坩埚的俯视图；

图2本为发明所述多晶铸锭用高效坩埚的剖视图。

图中，1、石英坩埚，2、高纯颗粒。

具体实施方式

实施例1

如图1、2所示，本发明多晶铸锭用高效坩埚，包括常规的石英坩埚1，石英坩埚1的底部均匀镶嵌有高纯颗粒2，高纯颗粒2为粒径为1.5mm的碳化硅颗粒。高纯颗粒2突出石英坩埚1底部的高度为1mm，高纯颗粒2之间的间距为5mm，高纯颗粒2呈矩阵排列。

上述多晶铸锭用高效坩埚的制备方法，包括以下步骤：（1）按照现有工艺制作石英坩埚1；（2）选取高纯颗粒2；（3）将高纯颗粒2均匀的镶嵌于石英坩埚1底部的石英浆料内；（4）采用烧结工艺将高纯颗粒2牢牢固定于石英坩埚1底部即得。

实施例2

如图1、2所示，本发明多晶铸锭用高效坩埚，包括常规的石英坩埚1，石英坩埚1的底部均匀镶嵌有高纯颗粒2，高纯颗粒2为粒径为2mm的石英颗粒。高纯颗粒2突出石英坩埚1底部的高度为1mm，高纯颗粒2之间的间距为5mm，高纯颗粒2呈矩阵排列。

上述多晶铸锭用高效坩埚的制备方法，包括以下步骤：（1）按照现有工艺制作石英坩埚1；（2）选取高纯颗粒2；（3）将高纯颗粒2均匀的镶嵌于石英坩埚1底部的石英浆料内；（4）采用烧结工艺将高纯颗粒2牢牢固定于石英坩埚1底部即得。

实施例3

如图1、2所示，本发明多晶铸锭用高效坩埚，包括常规的石英坩埚1，石英坩埚1的底部均匀镶嵌有高纯颗粒2，高纯颗粒2为粒径为1.5mm的硅颗粒。高纯颗粒2突出石英坩埚1底部的高度为1mm，高纯颗粒2之间的间距为6mm，高纯颗粒2呈矩阵排列。