多晶硅用坩埚制造技术

本实用新型专利技术提供了一种多晶硅用坩埚，内壁涂层包括：复合于坩埚侧壁和底面的氮化硅涂层；复合于坩埚侧壁氮化硅涂层表面的颗粒层；复合于颗粒层表面的第二氮化硅涂层；所述第二氮化硅涂层具有若干孔眼，使颗粒层裸露。本实用新型专利技术通过在第二氮化硅涂层上设置孔眼，使得对应区域的颗粒层裸露在外，在生长多晶硅过程中，其可以作为硅的形核点，优先在该位置形核。由于形核点分布的均匀性和集中细密性，减少了晶核的无序竞争以及形成枝状晶的可能，降低晶体生长过程中的内应力，晶体缺陷少，质量高。

【技术实现步骤摘要】
多晶硅用坩埚
本技术涉及太阳能
，尤其涉及一种多晶硅用坩埚。
技术介绍
太阳能电池可将光能转换为电能，光电转换效率和衰减是衡量太阳能电池质量好坏的重要参数，而生产成本的高低也成为了制约太阳能电池发展的重要因素。目前，根据材料的不同，太阳能电池主要分为单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池两种。单晶硅太阳能电池转换效率高，但是生产成本很高，多晶硅太阳能电池成本低，但转换效率则相对较低。目前，由于较高的性价比，多晶硅太阳能电池在光伏市场份额上占据优势。现有技术中多采用定向凝固法生产多晶硅锭，主要有两种方式：其一，是在内表面平坦的坩埚中投放硅料，之后将硅料全部熔化，通过控制铸锭炉内的温度，使多晶硅锭自下而上的定向凝固，得到多晶硅锭。这种方法生产的多晶硅锭随机形核，其中枝状晶比较多，后续生长过程中缺陷增值快，晶体质量低。其二，是采用底部粗糙的坩埚，配合适当的装料方式，在底部形成分布均匀、密集的形核点，使得底部均匀成小的晶核，初始形核晶体小，使生长得到的多晶硅锭中的晶粒大小更均匀，晶向更加一致，并降低了晶体内部的缺陷密度，从而提高了多晶硅太阳能电池的转换效率。因此第二种方法是目前的主流生产方法。但是第二种方法中，由于坩埚侧壁也会形核长晶，其无法在侧壁形成如底部一样的均匀细密的形核点，其晶核为随机形核，晶体杂乱无章，缺陷多，待到后期生长过程中，侧壁形成的晶体会逐渐长大到正常晶体位置，占有底部成核生长出来的晶体的位置，影响硅锭整体质量。
技术实现思路
有鉴于此，本技术要解决的技术问题在于提供一种多晶硅用坩埚，使侧壁长晶受控，制备的多晶硅锭具有较高的整体质量。本技术公开了一种多晶硅用坩埚，内壁涂层包括：复合于坩埚侧壁和底面的氮化硅涂层；复合于坩埚侧壁氮化硅涂层表面的颗粒层；复合于颗粒层表面的第二氮化硅涂层；所述第二氮化硅涂层具有若干孔眼，使颗粒层裸露。优选的，每两个相邻所述孔眼的间隔为0.3-5mm。优选的，所述孔眼的直径为0.1-2mm。优选的，所述孔眼呈阵列分布。优选的，所述多晶硅用坩埚还包括：复合于坩埚底面氮化硅涂层表面的第三氮化硅涂层。优选的，所述氮化硅涂层的厚度为10μm-1mm。优选的，所述颗粒层的厚度为0.5-2mm。优选的，所述第二氮化硅涂层的厚度为10μm-500μm。优选的，所述颗粒层的颗粒粒径为20-70目。优选的，所述颗粒层为硅颗粒、氧化硅颗粒、硅粉和氧化硅粉中的一种或多种。与现有技术相比，本技术提供了一种多晶硅用坩埚，内壁涂层包括：复合于坩埚侧壁和底面的氮化硅涂层；复合于坩埚侧壁氮化硅涂层表面的颗粒层；复合于颗粒层表面的第二氮化硅涂层；所述第二氮化硅涂层具有若干孔眼，使颗粒层裸露。本技术通过在第二氮化硅涂层上设置孔眼，使得对应区域的颗粒层裸露在外，在生长多晶硅过程中，其可以作为硅的形核点，优先在该位置形核。由于形核点分布的均匀性和集中细密性，减少了晶核的无序竞争以及形成枝状晶的可能，降低晶体生长过程中的内应力，晶体缺陷少，质量高。附图说明图1为本技术网状遮挡示意图；图2为本技术坩埚制备过程的流程图；图3为本技术坩埚涂层分布示意图。具体实施方式本技术提供了一种多晶硅用坩埚，内壁涂层包括三层涂层，分别为：复合于坩埚侧壁和底面的氮化硅涂层；复合于坩埚侧壁氮化硅涂层表面的颗粒层；复合于颗粒层表面的第二氮化硅涂层；所述第二氮化硅涂层具有若干孔眼，使颗粒层裸露。本技术通过在第二氮化硅涂层上设置孔眼，使得对应区域的颗粒层裸露在外，在生长多晶硅过程中，其可以作为硅的形核点，优先在该位置形核。由于形核点分布的均匀性和集中细密性，减少了晶核的无序竞争以及形成枝状晶的可能，降低晶体生长过程中的内应力，晶体缺陷少，质量高。本技术优选的，每两个相邻所述孔眼的间隔为0.3-5mm，更优选为0.5-2mm。所述孔眼的直径优选为0.1-2mm，更优选为0.3-0.5mm。以上孔眼的大小以及分布密度，能够保证形核点的均匀性和集中细密性，使最终得到的晶体具有较高品质。本技术优选的，所述孔眼呈阵列分布。在本技术的某些具体实施例中，所述孔眼为矩形阵列分布。在本技术的另外一些具体实施例中，所述孔眼为网状阵列分布。本技术中，所述孔眼也可以为不规则分布。本技术对所述孔眼的形状没有特殊限定，可以为圆形、椭圆形、三角形、方形等常规形状，或任意不规则形状，只要能够使相应位置的颗粒层裸露在外即可。本技术优选的，所述氮化硅涂层的厚度为10μm-1mm，更优选为0.3-0.5mm。本技术优选的，所述颗粒层的厚度为0.5-2mm，更优选为0.5-1mm。本技术优选的，所述第二氮化硅涂层的厚度为10μm-500μm，更优选为50-300μm。本技术中，若颗粒层裸露在外的颗粒在形核过程中，与硅反应或融化而脱落，由于第二氮化硅涂层具有一定厚度，脱落后的位置会形成细小的凹坑，该凹坑也可以作为形核点，进一步保证了最终得到晶体的质量。所述颗粒层优选为硅颗粒、氧化硅颗粒、硅粉和氧化硅粉中的一种或多种。所述颗粒层的颗粒粒径优选为20-70目，更优选为30-50目。通过控制颗粒的尺寸，结合孔眼的大小以及分布密度，使得得到的晶体具有最优的形态和品质。本技术中，所述坩埚侧壁还可以包括：复合于坩埚底面氮化硅涂层表面的第三氮化硅涂层。本技术提供的坩埚优选按照以下方法制备：首先在坩埚侧壁和底面喷涂氮化硅涂层；用以隔绝坩埚内的硅溶液与坩埚的接触，避免产生粘锅裂纹。然后在坩埚侧壁氮化硅涂层表面喷涂颗粒层。然后在颗粒层表面覆盖一个具有若干镂空的遮挡物，再喷涂第二氮化硅涂层，去掉遮挡物后，镂空位置形成复合于颗粒层表面的第二氮化硅涂层，遮挡部分形成孔眼，使颗粒层裸露在外。坩埚经烘干，使涂层牢固附着在坩埚内表面，即得到了所述坩埚。喷涂完成后，坩埚内壁表面裸露的是大面积的第二氮化硅涂层，以及经第二氮化硅涂层孔眼裸露在外的颗粒层。本技术中，喷涂第二氮化硅涂层时，还可以在坩埚底面氮化硅涂层表面喷涂，形成第三氮化硅涂层。上述制备过程中采用的遮挡物可以采用碳布或其它金属材质，将其覆盖于颗粒层表面进行喷涂时，遮挡物的镂空部分沉积氮化硅，形成第二氮化硅涂层，其网线及其交叉部分形成第二氮化硅涂层的孔眼。在本技术的某些具体实施例中，所述遮挡物为网状遮挡，如图1所示。其中图中空白部分镂空，沉积氮化硅以形成第二氮化硅涂层，黑色的细线以及黑色凸起为遮挡部分，该部分不会在颗粒层表面沉积氮化硅，颗粒层最终在该区域裸露出来。图2为上述制备过程的流程图。图3为涂层的分布示意图，从外往内，分别为坩埚本体，氮化硅涂层，颗粒层和第二氮化硅涂层。本技术在坩埚内壁喷涂三层保护涂层，该涂层不仅可以隔绝坩埚内硅溶液与坩埚本体的接触，防止粘锅，而且还形成了均匀细密的形核点。这些形核点的分布特点，使得初始形成的晶体尺寸小，分布均匀，减少晶体之间的无序竞争，从而减少内应力，晶体缺陷少，质量高，改善了侧壁长晶的晶体质量，从而改善了整体硅锭的质量。为了进一步说明本技术，下面结合实施例对本技术提供的多晶硅用坩埚进行详细描述。实施例11)在坩埚内侧壁及底面喷涂氮化硅涂层，厚度0.5mm；2)然后在侧壁喷涂氮化硅颗粒，形成颗粒层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅用坩埚，其特征在于，内壁涂层包括：复合于坩埚侧壁和底面的氮化硅涂层；复合于坩埚侧壁氮化硅涂层表面的颗粒层；复合于颗粒层表面的第二氮化硅涂层；所述第二氮化硅涂层具有若干孔眼，使颗粒层裸露。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅用坩埚，其特征在于，内壁涂层包括：复合于坩埚侧壁和底面的氮化硅涂层；复合于坩埚侧壁氮化硅涂层表面的颗粒层；复合于颗粒层表面的第二氮化硅涂层；所述第二氮化硅涂层具有若干孔眼，使颗粒层裸露。2.根据权利要求1所述的多晶硅用坩埚，其特征在于，每两个相邻所述孔眼的间隔为0.3-5mm。3.根据权利要求1所述的多晶硅用坩埚，其特征在于，所述孔眼的直径为0.1-2mm。4.根据权利要求1所述的多晶硅用坩埚，其特征在于，所述孔眼呈阵列分布。5.根据权利要求1所述的多晶硅用坩埚，其特征在于，还包括：复合于坩...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟蕊，翁林梁，李娟，
申请(专利权)人：浙江昱辉阳光能源有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33