CN203653755U - 一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，包括用于填装硅料的石英坩埚，所述石英坩埚底部内侧设置有一层石英颗粒镶嵌层，所述石英颗粒镶嵌层由一层镶嵌于石英坩埚底部的石英颗粒组成；所述石英颗粒镶嵌层中包含多个石英颗粒，且各石英颗粒凸出石英坩埚底部的高度均不大于3mm；所述石英颗粒镶嵌层中多个所述石英颗粒呈矩阵排列，且相邻两个所述石英颗粒之间的间距不大于3mm。本实用新型结构简单、设计合理且加工制作及使用简便、使用效果好，能有效解决现有多晶硅铸锭用坩埚在晶体形核过程中存在的熔融状态的硅料自发随机形核生长、所形成的晶核均匀性较差等问题。

Description

一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚

技术领域

本实用新型属于多晶硅铸锭技术领域，尤其是涉及一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚。

背景技术

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。

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。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在晶体形核过程中，熔融状态的硅料自发随机形核生长，形成的晶核均匀性较差，导致后期晶体长晶过程中形成较多缺陷，并且硅片晶粒分布不均，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，提供一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，其结构简单、设计合理且加工制作及使用简便、使用效果好，能有效解决现有多晶硅铸锭用坩埚在晶体形核过程中存在的熔融状态的硅料自发随机形核生长、所形成的晶核均匀性较差等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于石英颗粒镶嵌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，所述石英坩埚底部内侧设置有一层石英颗粒镶嵌层，所述石英颗粒镶嵌层由一层镶嵌于石英坩埚底部的石英颗粒组成；所述石英颗粒镶嵌层中包含多个石英颗粒，且各石英颗粒凸出石英坩埚底部的高度均不大于3mm；所述石英颗粒镶嵌层中多个所述石英颗粒呈矩阵排列，且相邻两个所述石英颗粒之间的间距不大于3mm。

上述一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征是：所述石英颗粒镶嵌层中相邻两个所述石英颗粒之间的间距为1mm～3mm。

上述一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征是：所述石英颗粒镶嵌层中各石英颗粒凸出石英坩埚底部的高度均为1mm～2mm。

上述一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征是：所述石英颗粒镶嵌层中各石英颗粒的粒径1.6mm～3.5mm。

上述一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征是：所述石英坩埚平放于水平底板上，所述水平底板上设置有对石英坩埚进行限位的外护板，所述外护板的顶部高度高于石英坩埚的顶部高度，所述石英坩埚布放于外护板内。

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，通过在石英坩埚底部布设一层呈矩阵排列的石英颗粒镶嵌层，使得石英坩埚底部形成规律分布的凸凹起伏状，使得多晶硅铸锭过程中，石英颗粒镶嵌层中的多个石英颗粒形成多个分布均匀且大小适中的晶核，利于晶体后期生产质量，并且能简易实现硅片转化效率的提升。

2、石英坩埚底部镶嵌石英颗粒后，由于石英颗粒牢固固定在石英坩埚上，并且铸锭结束后石英颗粒不易脱落，利于铸锭后坩埚的脱模，并且有效避免了石英颗粒进入到多晶硅铸锭底部造成底部硅料报废。

3、实用价值高，能有效提高所生产硅片的光电转化效率，并能实现批量化生产，能有效解决现有多晶硅铸锭用坩埚在晶体形核过程中存在的熔融状态的硅料自发随机形核生长、所形成的晶核均匀性较差、所生产硅片的晶粒分布不均且光电转化效率较低等问题。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且加工制作及使用简便、使用效果好，能有效解决现有多晶硅铸锭用坩埚在晶体形核过程中存在的熔融状态的硅料自发随机形核生长、所形成的晶核均匀性较差、所生产硅片的晶粒分布不均且光电转化效率较低等问题。

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为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明:

1—石英颗粒镶嵌；      2—石英坩埚；      3—水平底板；

4—外护板。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括用于填装硅料的石英坩埚2，所述石英坩埚2底部内侧设置有一层石英颗粒镶嵌层1，所述石英颗粒镶嵌层1由一层镶嵌于石英坩埚2底部的石英颗粒组成。所述石英颗粒镶嵌层1中包含多个石英颗粒，且各石英颗粒凸出石英坩埚2底部的高度均不大于3mm；所述石英颗粒镶嵌层1中多个所述石英颗粒呈矩阵排列，且相邻两个所述石英颗粒之间的间距不大于3mm。

本实施例中，所述石英颗粒镶嵌层1中相邻两个所述石英颗粒之间的间距为1mm～3mm。

本实施例中，所述石英颗粒镶嵌层1中各石英颗粒凸出石英坩埚2底部的高度均为1mm～2mm。

本实施例中，所述石英颗粒镶嵌层1中各石英颗粒的粒径1.6mm～3.5mm。

本实施例中，所述石英坩埚2平放于水平底板3上，所述水平底板3上设置有对石英坩埚2进行限位的外护板4，所述外护板4的顶部高度高于石英坩埚2的顶部高度，所述石英坩埚2布放于外护板4内。

实际装料时，先在石英坩埚2底部平铺一层碎硅片作为籽晶。

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 (5)

1.一种基于石英颗粒镶嵌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（2），所述石英坩埚（2）底部内侧设置有一层石英颗粒镶嵌层（1），所述石英颗粒镶嵌层（1）由一层镶嵌于石英坩埚（2）底部的石英颗粒组成；所述石英颗粒镶嵌层（1）中包含多个石英颗粒，且各石英颗粒凸出石英坩埚（2）底部的高度均不大于3mm；所述石英颗粒镶嵌层（1）中多个所述石英颗粒呈矩阵排列，且相邻两个所述石英颗粒之间的间距不大于3mm。

2.按照权利要求1所述的一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：所述石英颗粒镶嵌层（1）中相邻两个所述石英颗粒之间的间距为1mm～3mm。

3.按照权利要求1或2所述的一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：所述石英颗粒镶嵌层（1）中各石英颗粒凸出石英坩埚（2）底部的高度均为1mm～2mm。

4.按照权利要求1或2所述的一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：所述石英颗粒镶嵌层（1）中各石英颗粒的粒径1.6mm～3.5mm。

5.按照权利要求1或2所述的一种基于石英颗粒镶嵌层的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于：所述石英坩埚（2）平放于水平底板（3）上，所述水平底板（3）上设置有对石英坩埚（2）进行限位的外护板（4），所述外护板（4）的顶部高度高于石英坩埚（2）的顶部高度，所述石英坩埚（2）布放于外护板（4）内。

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