[发明专利]一种铸锭炉用复合碳碳盖板、及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种铸锭炉用复合碳碳盖板，所述碳碳盖板包括碳碳基体和微粉材料层，以及设置在所述碳碳基体和微粉材料层之间的微粉碳材料混合层；所述微粉碳材料混合层为渗透有微粉材料的碳材料。本发明将所述微粉材料渗透到碳碳盖板内部，形成微粉碳材料混合层，进而微粉材料与碳碳盖板间具有良好的结合性，不易脱落；微粉材料覆盖在微粉碳材料混合层表面，形成微粉材料层，所述微粉材料层可以起到隔离的作用，在用作多晶硅铸锭炉的盖板时，可以起到阻碍硅蒸汽和碳碳盖板发生反应的作用，进而有效防止碳化硅的生成，提高盖板的强度。

技术领域

本发明属于多晶铸锭技术领域，具体涉及一种铸锭炉用复合碳碳盖板、及其制备方法和用途。

背景技术

目前，多晶硅光伏电池因为其较低的成本而占据了硅基光伏市场的主流地位，在保持低成本前提下，不断提升硅晶体质量是行业的主要发展方向之一。铸锭多晶相比直拉法单晶具有无与伦比的成本优势，但是晶体质量稍逊一筹，随着小晶粒诱导技术的普及，铸锭多晶硅中的位错得到了大幅度的抑制。目前杂质及杂质衍生的位错成为多晶质量提升的瓶颈，多晶硅中的杂质最主要是由于硅熔体中碳含量超过固溶度，偏析产生碳化硅导致。

铸锭炉碳碳盖板是由碳碳纤维编织，沉积石墨高温烧结而成，在使用中的高温下，气化的硅蒸汽和盖板中的碳反应，生成碳化硅，降低了盖板的强度和使用期限，增加了硅锭中的碳含量。

CN105112995B公开了一种多晶硅铸锭炉用的复合隔碳涂层，用于涂覆在铸锭炉内的碳材料器件表面，防止碳污染，所述复合隔碳涂层包括涂覆在器件表面的由金属钨或金属钼构成的第一涂层，以及涂覆在第一涂层上的第二涂层，所述第二涂层为氮化硅层或者由氮化硅层与氧化硅层构成的叠层，第一涂层厚度为0.02～300微米，第二涂层厚度为0.02～300微米。所述方法制得的复合隔碳涂层与碳材料器件表面的连接作用较弱，进而容易从基体剥离掉进硅熔体，从而污染材料。

CN108046821A公开了一种多晶硅铸锭炉用碳碳盖板的制备方法，包括如下步骤：1.将碳纤维编织成双向碳布；2.对双向碳布进行高温预处理以提高碳纤维的表面活性；3.将预处理过的双向碳布制备成酚醛树脂预浸料；4.通过挤压的方法将预浸碳布丝束展宽；5.预浸碳布铺层并热压固化成型得到树脂基模压板；6.碳化处理；7.树脂浸渍-碳化工艺增密；8.石墨化处理；9.表面涂层处理；10.机械加工。所述方法制得的盖板产品在高温下，气化的硅蒸汽和盖板中的碳反应，生成碳化硅，降低了盖板的强度和使用期限，增加了硅锭中的碳含量。

CN206127480U公开了一种铸锭炉的盖板，包括第一区域，所述第一区域的外周部连接有由铸锭炉的石墨护板顶部支撑的第二区域，所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度，该盖板可以为一体式，也可以为分体式。所述铸锭炉的盖板，可以使得硅晶体后期生长固液界面平稳，但在高温下条件，气化的硅蒸汽和盖板中的碳反应，生成碳化硅，降低了盖板的强度和使用期限，增加了硅锭中的碳含量。

因此，本领域需要开发一种新型碳碳盖板，所述碳碳盖板能有效防止碳污染，并且制备过程简单，可工业化生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种铸锭炉用复合碳碳盖板，所述碳碳盖板包括碳碳基体和微粉材料层，以及设置在所述碳碳基体和微粉材料层之间的微粉碳材料混合层；

所述微粉碳材料混合层为渗透有微粉材料的碳材料。

本发明将所述微粉材料渗透到碳碳盖板内部，形成微粉碳材料混合层，进而微粉材料与碳碳盖板间具有良好的结合性，不易脱落污染产品。

本发明将所述微粉材料覆盖在微粉碳材料混合层表面，形成微粉材料层，所述微粉材料层可以起到隔离的作用，在用作多晶硅铸锭炉的盖板时，可以起到阻碍硅蒸汽和碳碳盖板发生反应的作用，进而有效防止碳化硅的生成，提高盖板强度和使用期限，铸锭炉用复合碳碳盖板中SiC深度≤1mm，下垂深度≤4mm。