[实用新型]一种具有可拆卸隔板的生产多晶硅的坩埚

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶硅太阳能电池技术领域，特别涉及一种具有可拆卸隔板的生产多晶硅的坩埚。

背景技术

近年来随着不可再生能源的日益枯竭，太阳能电池得到了快速的发展。由于铸造多晶硅的制备工艺相对简单，成本远低于单晶硅，多晶硅逐步取代直拉单晶硅在太阳能电池材料市场的主导地位，成为行业内最主要的光伏材料。但相对于直拉单晶硅而言，铸造多晶硅中的各种缺陷，如晶界、位错、微缺陷，和材料中的杂质碳和氧，使多晶硅太阳能电池的转换效率低于直拉单晶硅太阳能电池，成为了限制多晶硅太阳能电池发展的瓶颈。多晶硅片内在质量对最终的电池转换效率有直接影响，提高多晶硅片的内在质量是提高电池转换效率的重要手段。多晶硅片的内在质量取决于其切割成型之前的多晶硅锭的质量。因此，提高多晶硅铸锭技术，获得高质量的多晶硅锭成为各大公司的研究方向。

控制晶体初始形核的大小和晶粒方向是实现提高多晶硅锭质量的前提和基础。早期的常规多晶铸锭方法，初始的形核是随机的、自由的，并不是优化的晶粒和晶向，而且晶粒尺寸不一，局部缺陷密度高，“短板”效应使整个硅片的效率拉低。针对此缺点，近期行业里面普遍采用多种方法以实现初始形核时形成均匀的小晶粒。虽然行业里各大公司都有自己的方法以实现均匀的小晶粒，但思路基本是一致的，主要是使用底部具有粗糙石英砂颗粒的石英坩埚，并在长晶初级使用冷冲击增大形核量，从而得到均匀的具有一定尺寸大小的小晶粒。但目前市场上的石英坩埚基本采用石英砂经过破碎到一定粒径后，涂刷在坩埚底部制作高效涂层。这种经机械破碎的石英砂本身就存在形貌不一的缺陷，比较难实现均匀一致的形核点，且石英砂的纯度也比较难控制，有可能造成多晶硅锭底部红区过长。且用该类石英坩埚铸造高质量的多晶硅锭需要在成核阶段使用冷冲击，会对石英坩埚造成冲击，增大了漏硅的风险。并且，并且，普通的硅粉层会在铸锭加热过程中熔化，不利于高质量硅锭的生产。因此，急需一种能解决上述问题的生产多晶硅的坩埚。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中生产多晶硅的坩埚成核形貌不均匀、多晶硅锭底部红区过长，且用该类石英坩埚铸造高质量的多晶硅锭需要在成核阶段使用冷冲击，会对石英坩埚造成冲击，增大了漏硅的风险，并且普通的硅粉层会在铸锭加热过程中熔化，不利于高质量硅锭的生产的问题，提供了一种生产多晶硅的坩埚。

一种具有可拆卸隔板的生产多晶硅的坩埚，包括坩埚本体，还包括围设在坩埚本体外的坩埚护板和用于封盖在坩埚本体上的坩埚盖板，在坩埚本体内设置有用于将坩埚本体的内部空腔分隔成位于中部的用于容置碎料的第一空间和围在所述第一空间四周的用于容置块料和护边料的第二空间的隔板，坩埚本体的底部内侧设置有用于使隔板通过插接固定于坩埚本体内的插槽；隔板围成的第一空间的形状与坩埚本体内部空腔的形状一致；

所述高效坩埚还包括由硅粉形成的硅粉层、由球形SiO₂颗粒形成的颗粒层和设置在颗粒层之上的疏松的第一氮化硅涂层、设置在坩埚本体的侧壁内表面的坚硬致密的第二氮化硅涂层以及设置在第一氮化硅涂层之上的碎硅料层；

所述硅粉层设置在坩埚本体的底部内表面，所述颗粒层设置在硅粉层之上。

作为优选，隔板为多块，相邻两块隔板之间的间隙能够阻挡位于所述第二空间的块料进入所述第一空间。

作为优选，插槽直接在坩埚本体底部内侧开设而形成。

作为优选，坩埚本体底部内侧对应隔板的位置分别设置有凸棱，每个所述凸棱上均开设有插槽。

作为优选，隔板围成的位于中部的用于容置碎料的第一空间的底部面积为坩埚本体内部底部面积的1/2～1/3。

更优选地，隔板围成的位于中部的用于容置碎料的第一空间的底部面积为坩埚本体内部底部面积的1/2。

作为优选，坩埚本体内部空腔的横截面的形状为正方形，隔板围成的第一空间的横截面的形状为正方形。

作为优选，坩埚本体内部空腔的横截面的形状为圆形，隔板围成的第一空间的横截面的形状为圆形。

作为优选，隔板的高度为坩埚本体内部空腔高度的1/2～3/4。

本实用新型的硅粉层中硅粉的粒径为50μm～100μm，优选所述硅粉的粒径为80μm。

本实用新型的硅粉层的厚度为1mm～2mm，优选所述厚度为1.5mm。

本实用新型的球形SiO₂颗粒为采用本领域常规方法合成的球形SiO₂颗粒。该球形SiO₂颗粒具有形貌均匀，纯度高，粒径均一性强，化学稳定性高等特点。