CN203653753U - 一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，包括用于填装硅料的石英坩埚，所述石英坩埚的内侧壁与底部均均匀喷涂有一层氮化硅涂层，所述石英坩埚内侧壁与底部的氮化硅涂层上均均匀喷涂有一层硅粉涂层；所述石英坩埚内侧壁上所喷涂的硅粉涂层与硅料之间垫装有一层由块状多晶硅拼装形成的护边。本实用新型结构简单、设计合理且装料过程简便，能减小靠近石英坩埚内壁与底部的硅料的污染程度，并通过护边减少硅料熔化过程中对硅粉涂层的摩擦和侵蚀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多晶硅铸锭用坩埚，尤其是涉及一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚。
背景技术
光伏发电是当前最重要的清洁能源之一，具有极大的发展潜力。制约光伏行业发展的关键因素，一方面是光电转化效率低，另一方面是成本偏高。目前，应用最广泛的太阳能电池材料为晶体硅材料，包括单晶硅材料和多晶硅材料。光伏硅片是生产太阳能电池和组件的基本材料，用于生产光伏硅片的多晶硅纯度必须在6N级以上（即非硅杂质总含量在1ppm以下），否则光伏电池的性能将受到很大的负面影响。近几年，多晶硅片生产技术有了显著进步，多晶铸锭技术已从G4（每个硅锭重约270公斤，可切4×4=16个硅方)进步到G5(5×5=25个硅方），然后又进步到G6(6×6=36个硅方)。并且，所生产多晶硅铸锭的单位体积逐步增大，成品率增加，且单位体积多晶硅铸锭的制造成本逐步降低。
实际生产过程中，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，通常情况下还需经加热、熔化、长晶、退火、冷却等步骤，才能完成多晶硅铸锭过程。现如今，所采用的多晶硅铸锭用坩埚的内壁上仅涂有一层氮化硅涂层，多晶硅铸锭过程中由于氮化硅涂层直接接触多晶硅铸锭的四周侧壁和底部，因而铸锭过程中，氮化硅涂层中容易游离出杂质进入高纯多晶硅，从而使得靠近石英坩埚内壁与底部的硅料受到污染，并造成所加工成型的硅片边缘的少子寿命测试值偏低（即硅片边缘的测试呈现红区），导致电池片光电转化效率较低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其结构简单、设计合理且装料过程简便，能减小靠近石英坩埚内壁与底部的硅料的污染程度，并通过护边减少硅料熔化过程中对硅粉涂层的摩擦和侵蚀。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：包括用于填装硅料的石英坩埚，所述石英坩埚的内侧壁与底部均均匀喷涂有一层氮化硅涂层，所述石英坩埚内侧壁与底部的氮化硅涂层上均均匀喷涂有一层硅粉涂层；所述石英坩埚内侧壁上所喷涂的硅粉涂层与硅料之间垫装有一层由块状多晶硅拼装形成的护边。
上述一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征是：所述硅粉涂层的层厚小于氮化硅涂层的层厚。
上述一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征是：所述石英坩埚底部平铺有一层碎硅片铺装层一，所述碎硅片铺装层一上平铺有一层与硅料同步熔化的碎硅片铺装层二，所述碎硅片铺装层二平铺在碎硅片铺装层一与硅料之间；所述碎硅片铺装层一为位于碎硅片铺装层二与石英坩埚底部所喷涂的硅粉涂层之间的垫层，所述碎硅片铺装层一和碎硅片铺装层二的厚度均不小于5mm，且碎硅片铺装层一和碎硅片铺装层二的总厚度不小于20mm；所述护边位于碎硅片铺装层二上方。
上述一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征是：所述护边的外部结构和尺寸均与石英坩埚的内部结构和尺寸相同。
上述一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征是：所述护边的顶部高度高于石英坩埚的顶部高度。
上述一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征是：所述护边的顶部高度比石英坩埚的顶部高度高40mm～45mm。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且装料简便。
2、使用效果好且实用价值高，通过在氮化硅涂层上再喷涂一层硅粉涂层，使得靠近石英坩埚内壁与底部的硅料不易受到污染，从而将所生产多晶硅铸锭周侧边缘的红区（即经测试少子寿命测试值偏低的区域）至少减少50%，因而有效提升整体硅片的少子寿命，并相应有效提高所生产太阳能电池片的转换效率，实用性强，且便于批量生产。并且，通过护边能有效减少硅料熔化过程中对硅粉涂层的摩擦和侵蚀。实际进行多晶硅铸锭时，以石英坩埚铺装的碎硅片铺装层一和碎硅片铺装层二作为籽晶，并且对硅料进行熔化时，仅熔化碎硅片铺装层二，而保留碎硅片铺装层一不熔化；长晶过程中，控制未熔化的碎硅片铺装层一与已熔融硅液的接触时间，使得长晶沿着碎硅片晶向定向凝固。
综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且装料过程简便，能减小靠近石英坩埚内壁与底部的硅料的污染程度，并通过护边减少硅料熔化过程中对硅粉涂层的摩擦和侵蚀。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的使用状态参考图。
附图标记说明:
1—硅料； 2—石英坩埚； 3—氮化硅涂层；
4—硅粉涂层； 5—护边； 6—碎硅片铺装层一；
7—碎硅片铺装层二。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括用于填装硅料1的石英坩埚2，所述石英坩埚2的内侧壁与底部均均匀喷涂有一层氮化硅涂层3，所述石英坩埚2内侧壁与底部的氮化硅涂层3上均均匀喷涂有一层硅粉涂层4。所述石英坩埚2内侧壁上所喷涂的硅粉涂层4与硅料1之间垫装有一层由块状多晶硅拼装形成的护边5。
本实施例中，所述硅粉涂层4的层厚小于氮化硅涂层3的层厚。
实际使用时，通过护边5能有效减少硅料1熔化过程中对硅粉涂层4的摩擦和侵蚀。本实施例中，所述硅料1为内掺有掺杂剂的颗粒状多晶硅。
本实施例中，所述石英坩埚2底部平铺有一层碎硅片铺装层一6，所述碎硅片铺装层一6上平铺有一层与硅料1同步熔化的碎硅片铺装层二7，所述碎硅片铺装层二7平铺在碎硅片铺装层一6与硅料1之间。所述碎硅片铺装层一6为位于碎硅片铺装层二4与石英坩埚1底部所喷涂的硅粉涂层4之间的垫层，所述碎硅片铺装层一6和碎硅片铺装层二7的厚度均不小于5mm，且碎硅片铺装层一6和碎硅片铺装层二7的总厚度不小于20mm。所述护边5位于碎硅片铺装层二7上方。
实际进行装料时，所述护边5的外部结构和尺寸均与石英坩埚2的内部结构和尺寸相同。
所述护边5的顶部高度高于石英坩埚2的顶部高度。本实施例中，所述护边5的顶部高度比石英坩埚2的顶部高度高40mm～45mm。实际装料时，可以根据具体需要，对所述护边5的顶部高出石英坩埚2顶部的高度进行相应调整。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：包括用于填装硅料（1）的石英坩埚（2），所述石英坩埚（2）的内侧壁与底部均均匀喷涂有一层氮化硅涂层（3），所述石英坩埚（2）内侧壁与底部的氮化硅涂层（3）上均均匀喷涂有一层硅粉涂层（4）；所述石英坩埚（2）内侧壁上所喷涂的硅粉涂层（4）与硅料（1）之间垫装有一层由块状多晶硅拼装形成的护边（5）。
2.按照权利要求1所述的一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：所述硅粉涂层（4）的层厚小于氮化硅涂层（3）的层厚。
3.按照权利要求1或2所述的一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：所述石英坩埚（2）底部平铺有一层碎硅片铺装层一（6），所述碎硅片铺装层一（6）上平铺有一层与硅料（1）同步熔化的碎硅片铺装层二（7），所述碎硅片铺装层二（7）平铺在碎硅片铺装层一（6）与硅料（1）之间；所述碎硅片铺装层一（6）为位于碎硅片铺装层二（4）与石英坩埚（1）底部所喷涂的硅粉涂层（4）之间的垫层，所述碎硅片铺装层一（6）和碎硅片铺装层二（7）的厚度均不小于5mm，且碎硅片铺装层一（6）和碎硅片铺装层二（7）的总厚度不小于20mm；所述护边（5）位于碎硅片铺装层二（7）上方。
4.按照权利要求1或2所述的一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：所述护边（5）的外部结构和尺寸均与石英坩埚（2）的内部结构和尺寸相同。
5.按照权利要求1或2所述的一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：所述护边（5）的顶部高度高于石英坩埚（2）的顶部高度。
6.按照权利要求5所述的一种带隔离涂层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：所述护边（5）的顶部高度比石英坩埚（2）的顶部高度高40mm～45mm。
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