一种适用于多晶铸造半熔工艺的石英坩埚制造技术

本实用新型专利技术一种适用于多晶铸造半熔工艺的石英坩埚，其中，坩埚为一体式结构，包括底板与侧板，底板呈正方形结构，侧板数量为4个，分别竖直设置于底板四边；底板顶部设有融料凸起，融料凸起与底板为一体式结构，融料凸起呈中心高，四周低的棱台型结构，融料凸起顶部呈正方形结构，融料凸起截面为等腰梯形结构，融料凸起顶部边长H1与底板内部边长的长度H2之比为6:5；融料凸起中心最高处至底板底部高度H4为10mm，底板厚度H5为5.4mm，底板1内部边长的长度H2与侧板2高度H3之比为1.5:1。通过中心高，四周低的融料凸起结构，贴合融化过程的固液界面形状，在半融工序进行时，使未熔的硅料量大大降低。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种适用于多晶铸造半熔工艺的石英坩埚,涉及熔融石英坩埚制造和多晶定向凝固生长发铸造多晶硅锭，光伏、新能源领域。
技术介绍
随着人类对能源需求的加大，太阳能成为一种新兴能源出现人们的面前，作为太阳电池的机体太阳能多晶硅片目前成文铸造行业的主流，提高多晶硅的利用率成为各个硅片加工企业的研究重点，为了提升产能，行业的铸锭厂通过改造多晶炉热场，增加投料量，采用底部铺籽晶生长的方式进行铸造半融高效多晶，效率达到18%或以上。半融铸锭工艺中，在融化阶段，需要控制加热器的功率使石英坩埚中的硅料从上下而熔化，最终使最下部留一部分的未熔硅料，此后降低整体温度并形成一个上高下低的温度覆盖率，使硅液体自下而上，从未熔的硅料上缓慢长晶，晶体从未熔的硅料上形核，具有较低的位错密度和较高的电池转换效率。但由于多晶炉的热系统，在半熔工艺的熔化过程中，液体和固体的界面并不是水平的，它在四边及角度较低，为了使整体底部都有未熔的硅料，中部就需要留有较大的厚度。未熔的硅料会造成成本的增加。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供一种适用于多晶铸造半熔工艺的石英坩埚，该石英坩埚具有特殊的形状，解决半融铸锭出现的硅料未融的问题。本技术解决技术问题采用如下技术方案：一种适用于多晶铸造半熔工艺的石英坩埚，其中，所述坩埚为一体式结构，包括底板与侧板，所述底板呈正方形结构，所述侧板数量为4个，分别竖直设置于所述底板四边；所述底板顶部设有融料凸起，所述融料凸起与底板为一体式结构，所述融料凸起呈中心高，四周低的棱台型结构，所述融料凸起顶部呈正方形结构，所述融料凸起截面为等腰梯形结构，所述融料凸起顶部边长H1与所述底板内部边长的长度H2之比为6:5；所述融料凸起中心最高处至底板底部高度H4为10mm，所述底板厚度H5为5.4mm，所述底板1内部边长的长度H2与侧板2高度H3之比为1.5:1。上述一种适用于多晶铸造半熔工艺的石英坩埚，其中，所述四个侧板的大小、形状均相同。与已有技术相比，本技术的有益效果体现在：针对在半熔工艺的熔化过程中，液体和固体的界面在四边及角度较低，在中间较高的特性。为了使整个底部都有未熔硅料，且尽量减少未熔硅料的量，本技术特别设计一种底部厚度不均匀的坩埚，通过中心高，四周低的融料凸起结构，贴合融化过程的固液界面形状，在半融工序进行时，使未熔的硅料量大大降低。经过上万次科学测算，当底板内部边长的长度H2与侧板高度H3之比为1.5:1；且融料凸起顶部边长H1与底板内部边长的长度H2之比为6:5时，未融硅料量能够大大减少，且未融硅料在融料凸起表面上分布最为均匀。附图说明图1为本技术的示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。实施例一种适用于多晶铸造半熔工艺的石英坩埚，其中，所述坩埚为一体式结构，包括底板1与侧板2，所述底板1呈正方形结构，所述侧板2数量为4个，分别竖直设置于所述底板1四边；所述底板1顶部设有融料凸起3，所述融料凸起3与底板1为一体式结构，所述融料凸3起呈中心高，四周低的棱台型结构，所述融料凸起3顶部呈正方形结构，所述融料凸起3截面为等腰梯形结构，所述融料凸起3顶部边长H1与所述底板内部边长的长度H2之比为6:5；所述融料凸起3中心最高处至底板1底部高度H4为10mm，所述底板1厚度H5为5.4mm，所述底板1内部边长的长度H2与侧板2高度H3之比为1.5:1。所述四个侧板2的大小、形状均相同。与已有技术相比，本技术的有益效果体现在：针对在半熔工艺的熔化过程中，液体和固体的界面在四边及角度较低，在中间较高的特性。为了使整个底部都有未熔硅料，且尽量减少未熔硅料的量，本技术特别设计一种底部厚度不均匀的坩埚，通过中心高，四周低的融料凸起结构，贴合融化过程的固液界面形状，在半融工序进行时，使未熔的硅料量大大降低。经过上万次科学测算，当底板内部边长的长度H2与侧板高度H3之比为1.5:1；且融料凸起表面所成圆弧的圆心角A为35度时，未融硅料量能够大大减少，且未融硅料在融料凸起表面上分布最为均匀。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于多晶铸造半熔工艺的石英坩埚，其特征在于，所述坩埚为一体式结构，包括底板与侧板，所述底板呈正方形结构，所述侧板数量为4个，分别竖直设置于所述底板四边；所述底板顶部设有融料凸起，所述融料凸起与底板为一体式结构，所述融料凸起呈中心高，四周低的棱台型结构，所述融料凸起中心最高高度H1为10mm。

【技术特征摘要】
1.一种适用于多晶铸造半熔工艺的石英坩埚，其特征在于，所述坩埚为一体式结构，包括底板与侧板，所述底板呈正方形结构，所述侧板数量为4个，分别竖直设置于所述底板四边；所述底板顶部设有融料凸起，所述融料凸起与底板为一体式...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟涛，司荣进，陆继波，王禄宝，
申请(专利权)人：江苏美科硅能源有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32