[实用新型]一种多晶硅锭铸造用坩埚

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种多晶硅锭铸造用坩埚。

背景技术

太阳能电池通常用多晶硅片为原料制备。而多晶硅片由多晶硅铸锭再经过开方、切片加工制成。多晶硅硅锭是以高纯多晶硅为原料在高温条件下熔融成硅液，经过定向凝固结晶形成；其生产过程有：装料、加温、熔化、结晶、退火、冷却。在晶体定向凝固的初期成核方式决定晶体的后期生长。早期的铸锭工艺采用全熔工艺，然后通过控制隔热笼的位移与高度改变铸锭炉的温度场，从而给坩埚底部的硅液一个过冷度，硅液通过自由成核进行自由生长成多晶体；此工艺生产的硅片光电转换效率一般在17.0%左右；为了提高光电转换效率，通过技术改进：对原有铸锭工艺进行优化，形成一种高效多晶新工艺，即：在坩埚底部铺垫一层籽晶，在熔化过程中控制隔热笼位移与高度与铸锭炉的温度场，使得籽晶不被熔化，后期控制TC1温度实现晶体在籽晶上的生长模式，效率在17.6%左右，但是成晶比率较低，单片硅片成本较高。

目前，铸锭普遍采用石英坩埚为装载多晶硅原料的容器。而光电转换效率在17.5%的高效多晶硅锭生产方法很多，如将石英坩埚底部设计成倒金字塔形状结构，为的是增大晶体在生长初期的成核环境下的粗糙度，提高成核数；另外，硅片生产企业很多厂家采用在石英坩埚底部铺放一层碎硅片作籽晶，增大晶体在生长初期的成核环境下的粗糙度，以引导硅液定向凝固形成多晶体。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种多晶硅锭铸造用坩埚，改变晶体生长初期底部成核时的粗糙度，以求生长出高效多晶，具有成品收益高、单片硅片成本低的特点。

实现上述目的而采取的技术方案，包括埚体、埚底，所述坩埚内表面喷涂氮化硅涂层，所述坩埚埚底内表面氮化硅涂层上喷涂氮化硅粉与硅粉涂层。

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

由于在坩埚底部加喷一层由氮化硅粉与硅粉的混合物质，改变晶体生长初期底部成核时的粗糙度，以求生长出高效多晶，具有成品收益高、单片硅片成本低的特点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1中A向局部放大示意图。

具体实施方式

    本装置包括埚体1、埚底2，如图1、2所示，所述坩埚内表面喷涂氮化硅涂层，所述坩埚埚底2内表面氮化硅涂层上喷涂氮化硅粉与硅粉涂层3。

由于在坩埚底部平铺一层籽晶能制造出高效多晶，但其成品率低，单片硅片成本高；并且在坩埚底部平铺一层籽晶的重量有一定要求，数量通常在10-15公斤；对于质量好而且产量大的硅片生产企业，难以有大量的碎硅片来保证这种需求；故寻求不用碎硅片作籽的方法成为研究方向；本实用新型是，为防止坩埚在铸锭过程中出现硅晶体与坩埚发生粘连的粘埚现象，首先需对坩埚喷涂氮化硅粉形成氮化硅涂层，待第一次喷涂完成后，将坩埚底部加热器设定为50℃，待其水分蒸发后在坩埚底部加喷一层由氮化硅粉与硅粉的混合物质，氮化硅粉与硅粉的比例为3-5:1、喷涂涂层厚度为0.2-0.4mm。为防止后期喷涂涂层起皮及掉粉，起喷的温度设置为80°。在保持原有坩埚喷涂氮化硅涂层的基础上，通过加喷氮化硅粉与硅粉的混合涂层，改变晶体生长初期底部成核时的粗糙度，以求生长出高效多晶，达到成品收益高，单片硅片成本低的目标。

实施例1，将洁净的石英坩埚内表面喷涂450克氮化硅粉形成氮化硅涂层后，干燥去除水分后，再按3:1比例取氮化硅粉与硅粉用水溶剂混合均匀，喷涂在坩埚底部，喷涂涂层厚度为0.2mm；坩埚体的起喷的温度设置为80°；

实施例2，将洁净的石英坩埚内表面喷涂500克氮化硅粉形成氮化硅涂层后，干燥去除水分后，再按5:1比例取氮化硅粉与硅粉用水溶剂混合均匀，喷涂在坩埚底部，喷涂涂层厚度为0.3-0.4mm；坩埚体的起喷的温度设置为80°。