[发明专利]一种高效坩埚及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高效坩埚及其制备方法。所述高效坩埚包括坩埚本体和设置于坩埚本体底部内表面之上的第一氮化硅涂层和设置在所述坩埚本体侧壁内表面的第二氮化硅涂层；第一氮化硅涂层包括第一氮化硅颗粒，第二氮化硅涂层包括第二氮化硅颗粒；其中，2μm≤第一氮化硅颗粒的中位粒径D50≤3.5μm，1μm≤第二氮化硅颗粒的中位粒径D50＜2μm。第一氮化硅涂层中的氮化硅颗粒的中位粒径D50较大，可使坩埚本体底部的涂层蓬松，提高硅锭的引晶效果；第二氮化硅涂层中的氮化硅颗粒的中位粒径D50较小，可使坩埚本体侧面涂层更加致密，降低坩埚侧壁内表面的硅锭粘埚率，进而提高光电转换效率。

技术领域

本申请涉及多晶硅太阳能电池技术领域，特别涉及一种高效坩埚及其制备方法。

背景技术

伴随着太阳能电池产业的快速发展，相比于单晶硅，多晶硅由于具备制造工艺简单，成本低适于规模化生产越来越受到本行业的青睐。目前，实际生产太阳能多晶硅铸锭时，需使用石英坩埚来填装硅料，且将硅料投入石英坩埚后，通常情况下还需经预热、熔化(也称熔料)、长晶(也称定向凝固结晶)、退火、冷却等步骤，才能完成多晶硅铸锭过程。目前，太阳能多晶硅铸锭过程中，所采用的坩埚喷涂过程中使用的是氮化硅材料作为喷涂材料，利用氮化硅可以有效的隔离硅料与坩埚之间的反应而防止粘锅，但在利用高效坩埚进行高效多晶生产的过程中，在坩埚底部喷涂氮化硅涂层往往会影响坩埚底部粗糙度，影响硅锭底部的引晶效果；而如果将涂层喷涂的比较蓬松，又会影响坩埚侧壁内表面的粘锅效果。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种高效坩埚，所述高效坩埚包括坩埚本体和设置于所述坩埚本体底部内表面之上的第一氮化硅涂层和设置在所述坩埚本体侧壁内表面的第二氮化硅涂层；所述第一氮化硅涂层包括第一氮化硅颗粒，所述第二氮化硅涂层包括第二氮化硅颗粒；其中，2μm≤所述第一氮化硅颗粒的中位粒径D50≤3.5μm，1μm≤所述第二氮化硅颗粒的中位粒径D50＜2μm。

本申请的第二个目的提供了一种高效坩埚的制备方法，该方法采用喷枪在坩埚本体内表面喷涂氮化硅浆料，其特征在于，对所述坩埚本体底部内表面喷涂第一氮化硅浆料，对所述坩埚本体侧壁内表面喷涂第二氮化硅浆料；所述第一氮化硅浆料包括第一氮化硅颗粒，所述第二氮化硅浆料包括第二氮化硅颗粒，其中，2μm≤所述第一氮化硅颗粒的中位粒径D50≤3.5μm，1μm≤所述第二氮化硅颗粒的中位粒径D50＜2μm。

可选的，喷涂所述第一氮化硅浆料时，所述第一氮化硅浆料的流量为100-150ml/min；喷涂所述第二氮化硅浆料时，所述第二氮化硅浆料的流量为120-160ml/min。

可选的，喷涂所述第一氮化硅浆料时，喷嘴的喷幅宽度为40-90mm，喷涂长度为200-280mm；喷涂所述第二氮化硅浆料时，喷嘴的喷幅宽度为30-80mm，喷涂长度为200-280mm。

可选的，所述第一氮化硅浆料的喷涂温度为50-150℃，所述第二氮化硅浆料的喷涂温度为50-150℃。

可选的，所述第一氮化硅浆料的喷涂压力为0.2-0.4Mpa，所述第二氮化硅浆料的喷涂压力为0.05-0.25Mpa。

可选的，所述第一氮化硅浆料还包括第一硅溶胶和第一去离子水，以所述第一氮化硅浆料的总质量为基准，所述第一氮化硅颗粒平均占比25wt.％-35wt.％，所述第一硅溶胶平均占比11wt.％-15wt.％，所述第一去离子水平均占比55wt.％-60wt.％；所述第二氮化硅浆料还包括第二硅溶胶和第二去离子水，以所述第二氮化硅浆料的总质量为基准，所述第二氮化硅颗粒平均占比20-30wt.％，所述第二硅溶胶平均占比14wt.％-20wt.％，所述第二去离子水平均占比55wt.％-60wt.％。

本申请的第三个目的提供了一种高效坩埚，所述高效坩埚上述提供的制备方法制备得到。