用于固化硅锭的衬底制造技术

本发明专利技术涉及一种衬底、尤其是用于与液态硅接触的衬底，其特征在于，所述衬底至少部分地表面涂覆有多层涂层，所述多层涂层由被称作附着层的至少一个层以及与所述附着层不同的被称作离型层的层形成，所述附着层与所述衬底接触、具有至少30％的开孔孔隙率且由包括二氧化硅和氮化硅的材料形成，所述材料的二氧化硅含量相对于其总重量按重量计在10％和55％之间；与所述附着层不同的层位于所述附着层的表面且由包括二氧化硅和氮化硅的材料形成，所述材料的二氧化硅含量相对于其总重量按重量计在2％和10％之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及一种衬底，其具有特殊的涂层且可有利地与烙融娃接触。 本专利技术还设及一种用于制造运种衬底的方法。 有利地，该衬底为相蜗。 因此，本专利技术尤其设及一种用于从烙融娃固化娃锭的相蜗。 本专利技术还设及运种相蜗用于处理烙融态的娃的用途。
技术介绍
例如，出于获得高纯娃W用于生成光伏能量的应用中的目的，根据本专利技术的相蜗 可尤其用在烙化和固化娃的方法中。因此，光伏电池必须由从相蜗内液态娃的固化而获得 的单晶娃或多晶娃制造而成。从相蜗内形成的锭切割后的晶片充当制造光伏电池的主要部 分。 出于锭的生长而考虑的相蜗通常为由二氧化娃制成、涂覆有多孔的氧化氮化娃层 的相蜗，W防止娃与相蜗的反应W及在固化后锭粘附到相蜗上。[000引更具体地，该释放行为必须基于在相蜗的内壁的表面上存在具有弱粘合力的且W 二氧化娃的形式被部分氧化的氮化娃Si3N4,在娃冷却期间娃粘附到相蜗上。冷却时，通过氮 化娃层内的凝聚破裂，娃锭从运些壁分离，从而缓解由于热膨胀系数的差异而产生的机械 应力。 -方面，在涂覆的相蜗上，二氧化娃的存在对相蜗赋予相对的内聚力和略微的附 着力，另一方面，二氧化娃的存在限制了液态娃的烙渗。 然而，涂层可容易地被在相蜗内沉积的娃片切割成银齿状。因此，必须W大约几百 微米的较大厚度来沉积它，W保证娃和相蜗之间不存在任何可能会导致锭粘附到所述相蜗 上的直接接触。 已知的实践是还使用可重复使用的相蜗。然而，通过娃锭所夹带的涂层的量保持 大于通过反应被合并到液态娃中的薄的表面层的量。事实上，由于为了确保涂层的释放功 能给予涂层弱的粘合力，通常在涂层的厚度内实施分离。另外，与该弱粘合力相关的是涂层 对于相蜗的壁的弱附着力，其易于引起涂层的分离，从而需要完全更新它。 因此，在任何情况下存在涂层的大量消耗。 而且，由于用于生产和处理氮化娃粉末的方法，运些涂层不可能防止娃被Si3N4粉 末中存在的杂质污染。 出于明显的原因，可出现在与相蜗的壁直接接触或靠近相蜗的壁所形成娃锭的区 域中的运种污染，使部分的锭不适用于光伏应用。 事实上，与通常低纯度的相蜗使用结合的沉积的大量涂层，导致明显的娃锭污染， 运尤其引起大约两厘米厚度的电性能高度变差的周边区域的存在。 因此，有利的是具有用于可重复使用的相蜗的可重复使用的涂层，W减小涂层消 耗且利用涂层的可重复使用的部分的纯化，该纯化来自娃烙化和结晶的连续循环。 为此，已知的实践是例如通过增加二氧化娃含量来增加涂层的粘合力。 US 7 378 128提供了用于相蜗的包含具有高含量二氧化娃的层的涂层。然而，二 氧化娃含量的增加导致氧对娃的污染，且还导致对娃锭增加的附着力，从而损害了重新利 用。 因此，目前需要适合高纯娃锭在可重复使用的相蜗内结晶的衬底，尤其是固化相 蜗。 尤其，需要衬底，尤其相蜗，其可能够容易地在娃锭冷却后分离娃锭，同时限制所 述衬底的涂层对该娃锭的污染，且所述衬底还是可重复使用的。 最后，从工业规模的生产来看，期望的是提供一种使用低成本的技术来生产运种 衬底的方法，该技术仅仅需要有限次数的制造步骤。
技术实现思路
本专利技术的目的恰恰在于提供满足运些期望的用于从烙融娃固化娃锭的新型的衬 底，尤其是相蜗。 专利技术人实际上已经发现上述问题可W通过W下得W解决:利用由具有特定的二氧 化娃含量的至少两个层形成的多层涂层来至少部分地覆盖衬底的用于与烙融娃接触的表 面。 因此，根据本专利技术的第一方面，本专利技术设及一种衬底，尤其用于与液态娃接触的衬 底，其特征在于所述衬底至少部分地表面涂覆有多层涂层，所述多层涂层由被称作连接层 的至少一个层W及与所述连接层不同的被称作离型层(release layer)的层形成，所述连 接层与所述衬底接触、具有至少30%的开孔孔隙率且由基于二氧化娃和基于氮化娃的材料 形成，所述材料的二氧化娃含量相对于其总重量按重量计在10%和55%之间；与所述连接 层不同的层位于所述连接层的表面且由基于二氧化娃和基于氮化娃的材料形成，所述材料 的二氧化娃含量相对于其总重量按重量计在2%和10%之间。 出于本专利技术的目的，表述"多层涂层"用于表示包括至少两个不同的且叠加的层的 涂层。 具有"开孔孔隙率"的层用于指运样的层:其中孔彼此连通W形成从层的外部能够 进入层内部的空间，从而是"可填充的"。 根据本专利技术，连接层和离型层为两个不同的层。术语"不同的"层用于表示具有不 同的组成的层。因此，该两个层是彼此可区分的。 根据本专利技术的多层涂层的形成证实在多个方面是特别有利的。 首先，在衬底用于与烙融娃接触的表面上，利用根据本专利技术的多层涂层涂覆的衬 底仅仅略微使氧污染娃，因而可W保证对于相对应的娃锭增加的纯度水平。 如在下面的示例中所示，根据本专利技术的衬底可W显著地减小涂层的污染。根据本 专利技术的衬底因此可W通过改善其性能被重复使用许多次，关于运点从工业角度看证实是特 别有利的。 根据本专利技术多层涂层的存在还可W获得可重复使用的衬底，尤其相蜗，即在重复 使用之前不需要进行前处理步骤。 有利地，所述连接层为不需要在每次使用时进行更新的层，所述离型层为可更新 的层。 优选地，所述多层涂层的连接层的厚度为所述涂层的总厚度的至少80%。运样的 厚度使得尤其可W最小化与所述离型层的更新关联的材料的消耗。 根据一个实施方式变型，所述连接层的厚度在100微米和500微米之间、优选地在 200微米和300微米之间，所述离型层的厚度在10微米和100微米之间、优选地在20微米和60 微米之间。 运些厚度通常通过扫描电子显微镜(SEM)进行确定。 连接层和离型层在粘合力和附着力性能上的差异特别来自于形成它们的颗粒之 间建立的二氧化娃桥的尺寸的差异，该差异特别与在不同溫度下在氧化处理期间的氧化和 烧结的过程有关。 根据本专利技术的另一方面，本专利技术的目的在于提供用于在衬底的表面上形成具有连 接层和离型层的多层涂层的方法，所述多层涂层用于接触液态娃，其特征在于所述方法至 少包括： (a)形成被称作连接层的层，经由： i)使衬底的所述表面与氮化娃和可选地二氧化娃的粉末的液体混悬液接触，W在 其上形成所述液体混悬液的沉积物， ii)在氧化气氛且在足W获得由具有相对于材料的总重量按重量计在10%和55% 之间的二氧化娃含量的材料形成的层的条件下，对在(a)i)中形成的沉积物进行热处理，和 (b)形成与所述连接层不同的离型层，经由： i)使在步骤(a)结束时获得的衬底的表面与氮化娃和可选地二氧化娃的粉末的液 体混悬液接触，W在其上形成所述混悬液的沉积物， i当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底、尤其是用于与液态硅接触的衬底，其特征在于，所述衬底至少部分地表面涂覆有多层涂层，所述多层涂层至少由以下形成：‑一个被称作连接层的层，所述连接层与所述衬底接触、具有至少30％的开孔孔隙率且由基于二氧化硅和基于氮化硅的材料形成，所述材料的二氧化硅含量相对于所述材料的总重量按重量计在10％和55％之间，和‑一个与所述连接层不同的被称作离型层的层，所述被称作离型层的层位于所述连接层的表面且由基于二氧化硅和基于氮化硅的材料形成，所述材料的二氧化硅含量相对于所述材料的总重量按重量计在2％和10％之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：让保罗·加朗代，丹尼斯·卡梅尔，贝亚特丽斯·德勒韦，尼古拉斯·于斯塔泽普罗斯，查尔斯·休格特，约翰·特斯塔尔德，拉伊萨·沃伊托维奇，
申请(专利权)人：原子能与替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国;FR