專利名稱：鑄錠用坩堝的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種坩堝，尤其是一種鑄錠用坩堝。
背景技術：
目前生產(chǎn)多晶鑄錠時采用石英陶瓷坩堝作為多晶硅鑄錠的容器，通過雙溫區(qū)或三 溫區(qū)控制，利用晶錠上下的溫度梯度實現(xiàn)定向凝固，采用氮化硅粉末涂層為脫模劑，此方法 普遍的應用于太陽能電池鑄錠行業(yè)。單晶用石英玻璃坩堝純度較高，成本較大，也比較容 易變形；多晶鑄錠用坩堝投料量大，為了獲得較高的強度，采用的石英陶瓷坩堝含大量的鋁 和堿土金屬結晶促進劑，約1500-2000卯mw，在鑄錠時，行業(yè)內(nèi)普遍在石英陶瓷坩堝內(nèi)表面 噴涂高純的氮化硅，抑制了硅與石英陶瓷坩堝的反應，Si02+Si = 2SiO，減少了硅錠中氧的 引入，同時起到了脫模作用，但是此氮化硅層并不能有效的抑制石英陶瓷坩堝中金屬等雜 質(zhì)元素的擴散，因此多晶錠與石英陶瓷坩堝接觸的面雜質(zhì)含量高，少子壽命低，此原因造成 邊皮和晶錠底部去除量一般高達20-30%，因此造成晶錠的利用率不高，電池效率也受到影 響。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種經(jīng)過表面處理的鑄錠用坩堝，防止 坩堝內(nèi)雜質(zhì)擴散，從而提高鑄錠的利用率和電池的轉(zhuǎn)換效率。 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是鑄錠用坩堝，包括坩堝本體，坩
堝本體的內(nèi)表面具有一層氫氧化鋇或鋇的鹽類的涂層。 坩堝本體為石英陶瓷坩堝。 本實用新型的有益效果是，該涂層經(jīng)過烘焙，在鑄錠時和坩堝發(fā)生反應，可以抑制 坩堝內(nèi)部雜質(zhì)向硅料擴散的目的，進而提高靠近坩堝部位的少子壽命，提高晶錠的利用率 和電池轉(zhuǎn)換效率。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖中1.坩堝本體，2.氫氧化鋇或鋇的鹽類的涂層。
具體實施方式現(xiàn)在結合附圖和優(yōu)選實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡
化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關 的構成。 如圖1所示的鑄錠用坩堝，包括坩堝本體l，坩堝本體1的內(nèi)表面具有一層氫氧化 鋇或鋇的鹽類的涂層2。[0012] 坩堝本體1為石英陶瓷坩堝。 在坩堝本體1內(nèi)表面上的氫氧化鋇或鋇的鹽類的涂層2，還需要進行烘焙，在高溫
下，鋇化合物會分解形成氧化鋇，氧化鋇與坩堝本體1反應形成致密的硅酸鋇，該硅酸鋇同
時作為結晶促進劑，使坩堝本體1表層進一步向低密度的方石英轉(zhuǎn)變，使其表面層體積膨
脹，表面更平整致密，從而達到抑制坩堝本體1內(nèi)部雜質(zhì)向硅料擴散的目的，進而提高靠近
坩堝部位的晶錠的少子壽命，提高晶錠的利用率和電池轉(zhuǎn)換效率。鋇的分凝系數(shù)非常小，要
優(yōu)于鈣、鎂等其他的金屬促進劑，同時由于氮化硅在坩堝本體1和硅料之間的阻隔作用，鋇
基本不會擴散到硅料中，因此對抑制坩堝本體1中雜質(zhì)的擴散非常有效，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)對
鐵的抑制作用尤為明顯，Si02-Ba0-Fe203體系在高溫下會生成BaSi03和BaFe12019。 采用氫氧化鋇為涂層材料時，其過程中發(fā)生的反應可能有 Ba (OH) 2+C02 — BaC03+H20 ; BaC03 — Ba0+C02 (氣體，高溫下1450°C );BaC03+Si02 — BaSi03+C02 ;Ba0+Si02 — BaSi03 ; 3Ba0+2Al — Al203+3Ba。 涂層經(jīng)過烘焙后，其粘附的比較強，效果優(yōu)于未烘焙的坩堝，涂層物質(zhì)優(yōu)選為八水 合氫氧化鋇，溶劑優(yōu)選20-7(TC的純水，攪拌適當時間充分溶解，坩堝本體1表面優(yōu)選的金 屬化合物涂覆量為5X 10—6_3X 10—511101/0112，涂覆液中金屬組分重量百分比為2-15%是合適 的，含量以金屬化合物的量來計算，但涂覆量高于或者低于所述范圍時是不優(yōu)選的，因為涂 覆量太少抑制坩堝本體1中雜質(zhì)向硅液擴散的效果不明顯，涂覆量太多坩堝和氮化硅粉末 層粘結不牢易脫落。晶錠的利用率以少子壽命為標準，為了獲得較高的晶錠利用率，需要在 坩堝本體l的整個內(nèi)表面，或者在硅料與坩堝接觸的內(nèi)壁局部有選擇的做涂覆。涂覆的方
法可以是噴涂、浸涂、涂刷等，但不限于這些方法，涂層涂覆后，烘焙的溫度和時間由所用的
金屬化合物和溶劑決定，在50-120(TC下烘焙所述的涂覆液0. 5-10h是優(yōu)選的。 八水合氫氧化鋇涂層在高于80(TC的溫度下至少烘焙30分鐘是優(yōu)選的，烘焙時間
過短則后續(xù)噴涂的氮化硅粉末涂層容易粘附不牢，若氮化硅粉末涂層粘附不牢則容易掉入
硅液，坩堝本體l與硅液起反應導致氧的引入，同時導致最終不能有效脫模而裂錠，反而影
響晶錠的利用率，并且氮化硅和氧的引入會影響晶錠質(zhì)量。由于內(nèi)表面涂層可能會引起坩
堝本體1內(nèi)層強度進一步增強，但不必擔心會導致坩堝變形，因為多晶鑄錠用石英陶瓷坩
堝與單晶用石英玻璃坩堝晶體結構不一致，石英陶瓷坩堝已基本為方石英，不會產(chǎn)生過大
的變形而導致裂堝漏硅。
權利要求一種鑄錠用坩堝，包括坩堝本體(1)，其特征在于所述的坩堝本體(1)的內(nèi)表面具有一層氫氧化鋇或鋇的鹽類的涂層(2)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鑄錠用坩堝，其特征在于所述的坩堝本體(1)為石英陶瓷 坩堝。
專利摘要本實用新型涉及鑄錠用坩堝，包括坩堝本體，坩堝本體的內(nèi)表面具有一層氫氧化鋇或鋇的鹽類的涂層。該涂層經(jīng)過烘焙，在鑄錠時和坩堝發(fā)生反應，可以抑制坩堝內(nèi)部雜質(zhì)向硅料擴散的目的，進而提高靠近坩堝部位的少子壽命，提高晶錠的利用率和電池轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號C30B11/00GK201506711SQ20092023223
公開日2010年6月16日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者陳雪, 黃強, 黃振飛 申請人:常州天合光能有限公司