一種多晶石英陶瓷坩堝及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于坩堝的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多晶石英陶瓷坩堝及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能作為可再生清潔能源，因其具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率 低、維護(hù)簡便、資源廣闊等其他常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用在并網(wǎng)發(fā)電、民用發(fā) 電、公共設(shè)施以及一體化節(jié)能建筑方面。而在太陽能發(fā)電領(lǐng)域中，晶體硅光伏發(fā)電系統(tǒng)占據(jù) 新能源光伏發(fā)電市場的主要地位，作為光伏發(fā)電的主要環(huán)節(jié)_多晶硅，市場對多晶硅的品 質(zhì)要求日益嚴(yán)格。
[0003] 目前，多晶硅鑄錠的工藝流程需要4個環(huán)節(jié)：坩堝噴涂、坩堝烘烤、坩堝裝料以鑄 錠生產(chǎn)，在鑄錠生產(chǎn)的過程中，需要經(jīng)過加熱、熔化、長晶、退火、冷卻五個過程。多晶硅鑄錠 的工藝是光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)推廣和應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，在這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，石英陶瓷坩堝屬于該 產(chǎn)業(yè)鏈中必須使用的容器，從而對石英陶瓷坩堝的純度提出了更為苛刻的要求。
[0004] 傳統(tǒng)方法進(jìn)行多晶硅鑄錠時，直接采用的是傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的石英陶瓷坩堝，在硅 料熔化、長晶的過程中，硅熔體和石英陶瓷坩堝長時間地接觸，會產(chǎn)生粘滯作用；而且由于 多晶硅和石英陶瓷坩堝的熱膨脹系數(shù)不同，在硅錠冷卻時，很有可能造成硅錠或坩堝的破 裂而影響生產(chǎn)和應(yīng)用。并且，傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的石英陶瓷坩堝存在很多方面的不足，一是傳統(tǒng) 的石英陶瓷坩堝中具有較高的c、0、p雜質(zhì)；二是傳統(tǒng)的石英陶瓷坩堝生產(chǎn)工藝中會帶入較 高含量的金屬雜質(zhì)，特別是鋁雜質(zhì)。這些雜質(zhì)進(jìn)入硅錠中與硅液反應(yīng)，使硅錠的紅區(qū)寬度達(dá) 到20mm~28mm，紅區(qū)寬度反應(yīng)硅錠質(zhì)量，紅區(qū)越寬，硅錠邊角質(zhì)量越差；紅區(qū)寬度增加，會 增加硅片支撐電池片后EL檢測黑邊比例，降低其光電轉(zhuǎn)化效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種多晶石英陶瓷坩堝及其制備方法，采用本 發(fā)明提供的多晶石英陶瓷坩堝進(jìn)行多晶硅鑄錠，能降低硅錠的紅區(qū)寬度，提高多晶硅的品 質(zhì)。
[0006] 本發(fā)明提供了一種多晶石英陶瓷坩堝，所述多晶石英陶瓷坩堝的內(nèi)壁設(shè)有涂層；
[0007] 所述涂層包括粒徑為10 y m~150 y m的石英砂。
[0008] 優(yōu)選地，所述涂層還包括粘接劑。
[0009] 優(yōu)選地，所述涂層還包括氫氧化鋇。
[0010] 優(yōu)選地，所述涂層的厚度為1000 ym~2000 ym。
[0011] 本發(fā)明提供了一種多晶石英陶瓷坩堝的制備方法，包括以下步驟：
[0012] 將包括粒徑為10 ym~150 ym石英砂的涂液涂覆在多晶石英陶瓷裸堝的內(nèi)壁，干 燥，得到多晶石英陶瓷坩堝；
[0013] 所述多晶石英陶瓷坩堝的內(nèi)壁設(shè)有涂層；
[0014] 所述涂層包括粒徑為10 ym~150 ym的石英砂。
[0015] 優(yōu)選地，所述涂液的制備方法包括以下步驟：
[0016] 將包括第一石英砂的漿料和第二石英砂混合，得到涂液；
[0017] 所述第一石英砂的粒徑為10 y m~80 y m ;
[0018] 所述第二石英砂的粒徑為70 y m~150 y m。
[0019] 優(yōu)選地，所述漿料的電導(dǎo)率小于30s/cm ;
[0020] 所述衆(zhòng)料的粘度為90mPa. s~130mPa. s。
[0021] 優(yōu)選地，所述漿料和第二石英砂的質(zhì)量比為1:0.9~1. 2。
[0022] 優(yōu)選地，所述涂覆的溫度為50 °C~60 °C。
[0023] 優(yōu)選地，所述漿料的制備方法包括以下步驟：
[0024] 將粒徑大于150 y m的石英砂和水混合球磨，得到漿料。
[0025] 優(yōu)選地，所述粒徑大于150 ym的石英砂和水的質(zhì)量比為3:1. 8~2. 2。
[0026] 本發(fā)明提供了一種多晶石英陶瓷坩堝，所述多晶石英陶瓷坩堝的內(nèi)壁設(shè)有涂層； 所述涂層包括粒徑為10 um~150 ym的石英砂。本發(fā)明采用帶有粒徑為10 ym~150 ym 的石英砂涂層的石英陶瓷坩堝進(jìn)行多晶硅鑄錠，可有效減少石英陶瓷坩堝內(nèi)部雜質(zhì)元素向 硅錠內(nèi)部擴(kuò)散，提高硅錠少子壽命，減少硅錠的紅區(qū)寬度，減少硅片制成電池片后EL檢測 黑邊比例，提高其光電轉(zhuǎn)化效率，從而使得石英陶瓷坩堝可以更好地滿足實際生產(chǎn)的需要。 實驗結(jié)果表明：采用本發(fā)明提供的多晶石英陶瓷坩堝制備的多晶硅鑄錠的紅區(qū)寬度可降至 10mm以下，甚至可降至0_。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實施例采用的傳統(tǒng)石英陶瓷坩堝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實施例1的傳統(tǒng)石英陶瓷坩堝噴涂涂層后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明實施例1和實施例2制備的硅錠的紅區(qū)寬度測試圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明實施例2的傳統(tǒng)石英陶瓷坩堝刷涂涂層后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明實施例3和實施例4制備的硅錠的紅區(qū)寬度測試圖；
[0032] 圖6為本發(fā)明實施例5和實施例6制備的硅錠的紅區(qū)寬度測試圖；
[0033] 圖7為本發(fā)明實施例7和實施例8制備的硅錠的紅區(qū)寬度測試圖；
[0034] 圖8為本發(fā)明實施例9和實施例10制備的硅錠的紅區(qū)寬度測試圖；
[0035] 圖9為本發(fā)明實施例11和實施例12制備的硅錠的紅區(qū)寬度測試圖。
【具體實施方式】
[0036] 本發(fā)明提供了一種多晶石英陶瓷坩堝，所述多晶石英陶瓷坩堝的內(nèi)壁涂有涂層；
[0037] 所述涂層包括粒徑為10 y m~150 y m的石英砂。
[0038] 本發(fā)明提供的多晶石英陶瓷坩堝進(jìn)行多晶硅鑄錠，可有效減少石英陶瓷坩堝內(nèi)部 雜質(zhì)元素向硅錠內(nèi)部擴(kuò)散，提高硅錠少子壽命，減少硅錠的紅區(qū)寬度，減少硅片制成電池片 后EL檢測黑邊比例，提高其光電轉(zhuǎn)化效率，從而使得石英陶瓷坩堝可以更好地滿足實際生 產(chǎn)的需要。
[0039] 在本發(fā)明中，未涂層的坩堝的型號如表1所示，表1為現(xiàn)有技術(shù)中未涂層的坩堝的 型號：
[0040] 表1未涂層的坩堝的型號
[0041]
【主權(quán)項】
1. 一種多晶石英陶瓷坩堝，所述多晶石英陶瓷坩堝的內(nèi)壁設(shè)有涂層； 所述涂層包括粒徑為10 μ m~150 μ m的石英砂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶石英陶瓷坩堝，其特征在于，所述涂層還包括粘接劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多晶石英陶瓷坩堝，其特征在于，所述涂層還包括氫氧化 鋇。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多晶石英陶瓷坩堝，其特征在于，所述涂層的厚度為 1000 μ m ~2000 μ m〇
5. -種多晶石英陶瓷坩堝的制備方法，包括以下步驟： 將包括粒徑為10 ym~150 ym石英砂的涂液涂覆在多晶石英陶瓷裸堝的內(nèi)壁，干燥， 得到多晶石英陶瓷坩堝； 所述多晶石英陶瓷坩堝的內(nèi)壁設(shè)有涂層； 所述涂層包括粒徑為10 μ m~150 μ m的石英砂。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述涂液的制備方法包括以下步驟： 將包括第一石英砂的漿料和第二石英砂混合，得到涂液； 所述第一石英砂的粒徑為10 μ m~80 μ m ; 所述第二石英砂的粒徑為70 U m~150 μ m。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述漿料的電導(dǎo)率小于30s/cm ; 所述楽料的粘度為90mPa. s~130mPa. s。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述漿料和第二石英砂的質(zhì)量比為 1 :0· 9 ~1. 2〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述涂覆的溫度為50°C~60°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述漿料的制備方法包括以下步 驟： 將粒徑大于150 μ m的石英砂和水混合球磨，得到漿料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述粒徑大于150 μ m的石英砂和 水的質(zhì)量比為3:1.8~2. 2。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多晶石英陶瓷坩堝及其制備方法。本發(fā)明提供的多晶石英陶瓷坩堝的內(nèi)壁設(shè)有涂層；所述涂層包括粒徑為10μm～150μm的石英砂。本發(fā)明采用帶有粒徑為10μm～150μm的石英砂涂層的石英陶瓷坩堝進(jìn)行多晶硅鑄錠，可有效減少石英陶瓷坩堝內(nèi)部雜質(zhì)元素向硅錠內(nèi)部擴(kuò)散，提高硅錠少子壽命，減少硅錠的紅區(qū)寬度，減少硅片制成電池片后EL檢測黑邊比例，提高其光電轉(zhuǎn)化效率，從而使得石英陶瓷坩堝可以更好地滿足實際生產(chǎn)的需要。實驗結(jié)果表明：采用本發(fā)明提供的多晶石英陶瓷坩堝制備的多晶硅鑄錠的紅區(qū)寬度可降至10mm以下，甚至可降至0mm。
【IPC分類】C30B28-06, C30B29-06
【公開號】CN104651932
【申請?zhí)枴緾N201510116299
【發(fā)明人】蘇光都, 楊小剛, 王君偉, 樓杭炯, 齊平, 鄭萍
【申請人】江西中昱新材料科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月17日