CN107840647A - 一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,所述工艺方法如下:料浆制备:取高纯石英砂按照一定颗粒级配放入水中,并加入凝胶单体、交联剂及分散剂进行球磨得到高纯料浆;料浆喷涂:将石英坩埚加热到一定温度,使用喷涂装置,将高纯料浆和引发剂同时喷涂到坩埚内表面;凝胶化:将喷完高纯的坩埚进行微波干燥,使其充分凝胶化;高温烧结:将凝胶化后的石英坩埚放置到烧结炉中,将烧结炉温度升高到800℃进行烧结,烧掉高纯涂层里的有机物,得到高纯涂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,具体涉及光伏多晶硅铸锭用石英坩埚高纯涂层的改进方法。
背景技术
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的无污染能源,是未来新能源发展的趋势,光伏技术是一种将太阳能转换为电能的技术,他所依靠的载体材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓薄膜等,目前世界上,应用最广泛的是多晶硅,为保证高光电转换效率,多晶硅片要求纯度非常高,这就需要将原始硅料在石英坩埚中熔化、长晶、退火,得到杂质较少的硅锭,然后切割成片使用。
随着铸锭行业的发展,为节省成本,硅料装料越来越多,高温熔化时间变长,对高纯涂层的隔绝杂质性能也有了进一步要求,隔绝不好的高纯层,铸锭后硅锭侧面和底面Fe等金属杂质较多,少子寿命短,业内称为“红区”偏长,大大降低电池片转换效率。因此,怎样把高纯做的更致密,阻绝金属杂质效果更好,是铸锭行业急需解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足,通过掺杂无碱金属离子的S2溶液,使高纯涂层在铸锭过程中,形成玻璃相,填充高纯涂层,从而达到致密化。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,所述工艺方法如下:
1)料浆制备:取高纯石英砂按照一定颗粒级配放入水中,并加入凝胶单体、交联剂及分散剂进行球磨得到高纯料浆;
2)料浆喷涂:将石英坩埚加热到200-320℃,使用喷涂装置,将高纯料浆和引发剂同时喷涂到坩埚内表面;
3)凝胶化:将喷完高纯的坩埚进行微波干燥,使其充分凝胶化;
4)高温烧结:将凝胶化后的石英坩埚放置到烧结炉中,将烧结炉温度升高到800-1200℃进行烧结,烧掉高纯涂层里的有机物,得到高纯涂层。
进一步的,步骤1)中,所述高纯砂颗粒级配为D50(100um):D50(60um):D50(40um)=1:1:1。
进一步的,步骤1)中,所述石英坩埚为铸锭用多晶坩埚,型号为G5、G6或G7。
进一步的,步骤1)中,所述凝胶单体为丙烯酰胺,所述交联剂为N-N亚甲基双丙烯酰胺,所述分散剂为自制酸性分散剂。
进一步的,步骤2)中,所述特殊喷涂装置为自制压缩空气喷涂装置。
进一步的,步骤2)中,所述引发剂为过硫酸铵。
进一步的,所述高纯石英砂纯度为99.995%。
进一步的,步骤3)中,喷涂完一个面,待高纯层固化后,再喷涂下一个面。
进一步的,所述酸性分散剂为乳酸、油酸酰、马来酸二丁酯、丙烯酸酯按照1:0.6:0.1:0.1比例混合得到。
本发明的有益效果是:本发明工艺具备烧结速度快、使用效率高、应用范围广等显著特点,铸锭后侧面和底面金属杂质少,纯度高,具有很高的光电转换效率。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
本实施方式涉及一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,所述工艺方法如下:
1)料浆制备:取高纯石英砂按照一定颗粒级配放入水中,并加入凝胶单体、交联剂及分散剂进行球磨得到高纯料浆;
2)料浆喷涂:将石英坩埚加热到200-320℃,使用喷涂装置,将高纯料浆和引发剂同时喷涂到坩埚内表面;
3)凝胶化:将喷完高纯的坩埚进行微波干燥,使其充分凝胶化;
4)高温烧结:将凝胶化后的石英坩埚放置到烧结炉中,将烧结炉温度升高到800℃进行烧结,烧掉高纯涂层里的有机物,得到高纯涂层。
步骤1)中,所述高纯砂颗粒级配为D50(100um):D50(60um):D50(40um)=1:1:1。
步骤1)中,所述石英坩埚为铸锭用多晶坩埚,型号为G5、G6或G7。
步骤1)中,所述凝胶单体为丙烯酰胺,所述交联剂为N-N亚甲基双丙烯酰胺,所述分散剂为自制酸性分散剂。
步骤2)中,所述特殊喷涂装置为自制压缩空气喷涂装置。
步骤2)中,所述引发剂为过硫酸铵。
所述高纯石英砂纯度为99.995%。
步骤3)中,喷涂完一个面,待高纯层固化后,再喷涂下一个面。
在本实施方式中,所述酸性分散剂为乳酸、油酸酰、马来酸二丁酯、丙烯酸酯按照1:0.6:0.1:0.1比例混合得到。
在本实施方式中,凝胶单体、交联剂为常规产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,其特征在于:所述工艺方法如下:
1)料浆制备:取高纯石英砂按照一定颗粒级配放入水中,并加入凝胶单体、交联剂及分散剂进行球磨得到高纯料浆;
2)料浆喷涂:将石英坩埚加热到200-320℃,使用喷涂装置,将高纯料浆和引发剂同时喷涂到坩埚内表面;
3)凝胶化:将喷完高纯的坩埚进行微波干燥,使其充分凝胶化;
4)高温烧结:将凝胶化后的石英坩埚放置到烧结炉中,将烧结炉温度升高到800-1200℃进行烧结,烧掉高纯涂层里的有机物,得到高纯涂层。
2.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,其特征在于:所述高纯砂颗粒级配为D50(100um):D50(60um):D50(40um)=1-2:1-2.5:1-2.5。
3.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,其特征在于:所述石英坩埚为铸锭用多晶坩埚,型号为G5、G6或G7。
4.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述凝胶单体为丙烯酰胺,所述交联剂为N-N亚甲基双丙烯酰胺,所述分散剂为自制酸性分散剂。
5.根据权利要求4所述的一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,其特征在于:所述酸性分散剂为乳酸、油酸酰、马来酸二丁酯、丙烯酸酯按照1:0.6:0.1:0.1比例混合得到。
6.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述特殊喷涂装置为自制压缩空气喷涂装置。
7.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述引发剂为过硫酸铵。
8.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,其特征在于:所述高纯石英砂纯度为99.995%。
9.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法,其特征在于:步骤3)中,喷涂完一个面,待高纯层固化后,再喷涂下一个面。
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