CN205529144U - 一种多晶硅铸锭用坩埚 - Google Patents
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Abstract
一种多晶硅铸锭用坩埚，包括底部和侧壁，侧壁为方形或圆形，内底面为凸面，其中心剖视图为一圆弧形，凸面顶端与底端的高度差为20~40mm；凸面上设有若干连续的圆锥形凸出结构，圆锥形凸出结构均匀分布在坩埚内壁的底部，圆锥形凸出结构顶点的垂直高度为5~20mm，其纵截面的角度为60~150°；坩埚外底部为内凹结构，其正视剖面图为一圆弧形，内凹结构的顶端与底端的高度差为10~30mm。本实用新型能得到微凸的熔体固液界面，利于晶粒的横向生长，有助于长晶过程中杂质的排出；采用圆锥形凸出结构，可以减小初期形核区域的面积，起到类似籽晶的效果，从而保证长出均匀的竖直柱状晶；坩埚底部采用内凹结构，能促进坩埚底部热量的散失，提高长晶的效率。
Description
技术领域
本实用新型属于多晶硅领域，涉及多晶硅铸锭用坩埚。
背景技术
硅太阳能电池主要由单晶硅或者多晶硅制备而成，单晶硅和多晶硅均为硅单质的一种组织形态。在工业生产中，单晶硅的制备主要通过提拉法生产，成本高，工艺流程复杂。而多晶硅的制备主要通过定向凝固技术进行铸造生产，相比单晶生产省去了昂贵的单晶拉制过程，也能用较低纯度的硅作投炉料，材料及能源消耗方面都较省，因此，多晶硅被广泛的应用于太阳能电池的制备，成为制备太阳能电池的主要材料。
随着光伏行业的不断发展，高效多晶硅电池片成为了众多企事业、科研院所的研究对象。高效多晶硅电池片主要采用准单晶工艺，准单晶工艺是基于多晶铸锭的工艺，在长晶时通过部分使用单晶或其他材料作为籽晶，从而获得外观和电性能均类似于单晶的多晶硅片。准单晶生长需要籽晶的辅助，大大增加了铸锭成本和难度。通过了解有关报道，只通过改变坩埚的结构，可以起到类似籽晶的效果，得到高质量的多晶硅锭，从而降低制备类单晶的成本和技术。
传统坩埚内壁的底部多为平面，起不到类似籽晶的效果，且长晶初期，晶粒的大小和方向不易控制，制备的多晶硅锭的晶界和位错等杂质较多，影响了多晶硅电池的效率。
中国专利201010284751.2中公开了在坩埚的底部内壁采用倒金字塔结构获得大晶粒铸锭多晶硅的方法，该方法虽说有利于硅熔体在初始形核阶段形成尽可能少的晶核，但不利于得到微凸的熔体固液界面，也不利于长晶过程中杂质的排出。中国专利201420587713.8中公布了在坩埚内壁的底部设置中间高、周围低的形状来保证坩埚底部一层浅浅的硅料不被熔化，虽然该方法能得到微凸的熔体固液界面，但起不到类似籽晶的效果，且在长晶过程中，中间区域的热量不易散失。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提出一种新型多晶硅铸锭用坩埚。
本实用新型所述的多晶硅铸锭用坩埚，包括底部和侧壁，侧壁为方形或圆形，内底面为凸面，其中心剖视图为一圆弧形。
所述凸面的顶端与底端的高度差为20~40mm。
所述的凸面上设有若干连续的圆锥形凸出结构。
所述的圆锥形凸出结构均匀分布在坩埚内壁的底部。
所述的圆锥形凸出结构顶点的垂直高度为5~20mm，其纵截面的角度为60~150° 。
优选地，坩埚的外底部为内凹结构，其正视剖面图为一圆弧形。
所述内凹结构的顶端与底端的高度差(即凹入的深度)为10~30mm。
所述坩埚的材料为石英或石墨。
使用本实用新型的坩埚，能得到微凸的熔体固液界面，利于晶粒的横向生长，有助于长晶过程中杂质的排出；采用圆锥形凸出结构，可以减小初期形核区域的面积，起到类似籽晶的效果，从而保证长出均匀的竖直柱状晶；坩埚底部采用内凹结构，能促进坩埚底部热量的散失，提高长晶的效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构的中心剖视图。其中，1为坩埚本体、2为侧壁、3为圆锥形凸出结构、4为内底部凸面、5为传统坩埚内底面、6为外底部内凹面、7为传统坩埚外底面。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例。
实施例1。
一种多晶硅铸锭用坩埚，形状为方形，坩埚内底部凸面4的顶端与底端（传统坩埚内底面5）的高度差h为40mm，圆锥形凸出结构3均匀分布在内底部凸面4上，圆锥形凸出结构3顶点的垂直高度H为10mm，纵截面的角度∅为150°，坩埚外底部内凹面6的顶端与底端（传统坩埚外底面7）的高度差L为30mm。
实施例2。
一种多晶硅铸锭用坩埚，形状为方形，坩埚内底部凸面4的顶端与底端（传统坩埚内底面5）的高度差h为30mm，圆锥形凸出结构均3匀分布在内底部凸面4上，圆锥形凸出结构3顶点的垂直高度H为15mm，纵截面的角度∅为120°，坩埚外底部内凹面6的顶端与底端（传统坩埚外底面7）的高度差L为20mm。
实施例3。
一种多晶硅铸锭用坩埚，形状为方形，坩埚内底部凸面4的顶端与底端（传统坩埚内底面5）的高度差h为20mm，圆锥形凸出结构3均匀分布在内底部凸面4上，圆锥形凸出结构3顶点的垂直高度H为20mm，，纵截面的角度∅为120°，坩埚外底部内凹面6的顶端与底端（传统坩埚外底面7）的高度差L为10mm。
其中，倒圆锥形凸出结构3的数量由坩埚的尺寸和形状决定，连续、均匀地布满坩埚内壁的底部。
其中，倒圆锥形凸出结构3的顶端尖角处加工成一定的弧度，倒锥形凸出结构3与内底部凸面4之间成平滑过渡。
Claims (1)
1.一种多晶硅铸锭用坩埚，包括底部和侧壁，其内底面为凸面，其特征是所述的凸面上设有若干连续的圆锥形凸出结构，圆锥形凸出结构的顶端的垂直高度为5~20mm，其纵截面的角度为60~150°。
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| CN201520877374.1U CN205529144U (zh) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 一种多晶硅铸锭用坩埚 |
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| CN (1) | CN205529144U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108914203A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-30 | 成都斯力康科技股份有限公司 | 金属硅精炼深度除杂方法 |
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2015
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