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

一种多晶硅铸锭用致密高纯层的制备方法
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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