一种多晶硅铸锭用坩埚制造技术

本实用新型专利技术提供一种多晶硅铸锭用坩埚，包括坩埚本体，其中，坩埚本体的内表面设有第一粘结层，所述第一粘结层的表面设有碳化硅层，所述碳化硅层的表面设有第一氮化硅层，所述第一氮化硅层的表面设有第二粘结层，所述第二粘结层的表面设有硅层，所述硅层的表面设有第二氮化硅层。使用本申请提供的坩埚上的引晶涂层的致密性及均匀性，可有效提高硅料利用率，降低底部粘埚率，减少杂质元素的引入，进而提高电池的光转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅铸锭用坩埚
本技术涉及一种太阳能多晶硅铸锭设备，特别涉及一种多晶硅铸锭用坩埚。
技术介绍
近年来，多晶硅片的成本在不断降低，整个太阳能行业的竞争也越来越激烈。在这个大环境下，对铸锭环节的要求也越来越高，而对于多晶硅铸锭而言，寻找降低成本、提高光电转换效率的引晶方法以及如何降低多晶硅铸锭中粘埚、裂锭等不良现象是最先需要解决的问题。为了能够获得更好的引晶效果以及有效的减少底部粘埚现象、降低杂质元素引入量来保证更高的太阳能光电转换效率，如何使底部引晶涂层更均匀、更紧密是国内外众多专家更关心的一个问题。粘埚是指在铸锭过程中硅锭与坩埚直接接触，坩埚中的氧及其他杂质进入到硅锭中，使得硅锭降低，光电转换效率在一定程度上也大幅降低。同时，粘埚轻则会使坩埚粘附在硅锭上，影响回收料后段的处理；重则会使硅锭掉角甚至开裂。底部粘埚尤为重要，即使轻微粘锅，也极易产生裂纹甚至使整个硅锭破裂，严重影响硅料利用率。为了解决上述技术问题，现有技术公开具有防粘埚涂层的石英坩埚，即，依次涂覆在石英坩埚本体内壁的碳化硅涂层与氮化硅涂层。该石英坩埚一定程度上阻止了坩埚杂质对硅锭的污染，又具有良好的脱模作用，但其仍存在引晶涂层不均匀，制备得到各向异性硅锭，使得电池片光电转换效率低的不足。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种有效提高硅料利用率，减少杂质元素的引入，进而提高电池光转换效率的多晶硅铸锭用坩埚。本技术提供的一种多晶硅铸锭用坩埚，包括坩埚本体，其中，坩埚本体的内表面设有第一粘结层，所述第一粘结层的表面设有碳化硅层，所述碳化硅层的表面设有第一氮化硅层，所述第一氮化硅层的表面设有第二粘结层，所述第二粘结层的表面设有硅层，所述硅层的表面设有第二氮化硅层。优选的，碳化硅层的厚度为500μm-600μm。优选的，硅层的厚度为100μm-300μm。优选的，第一氮化硅层的厚度为40μm-60μm。优选的，第二氮化硅层的厚度为40μm-60μm。优选的，第一粘结层的厚度为1μm-2μm。优选的，第二粘结层的厚度为1μm-2μm。优选的，第一氮化硅层中颗粒的平均粒径为3~4μm；所述第二氮化硅层中颗粒的平均粒径为3~4μm。优选的，硅层中颗粒的平均粒径为150μm-158μm；所述碳化硅层中颗粒的平均粒径为520μm-525μm。优选的，碳化硅层中颗粒的平均粒径大于所述硅层中颗粒的平均粒径；所述硅层中颗粒的平均粒径大于所述第一氮化硅层中颗粒的平均粒径。优选的，坩埚本体的内底设有第一粘结层。本申请中坩埚本体内表面上的第一粘结层、碳化硅层、第一氮化硅层、第二粘结层、硅层和第二氮化硅层共同构成引晶涂层。与现有技术相比，本技术的有益效果：（1）本技术在坩埚本体内表面引晶涂层中采用同质形核和异质形核结合两种引晶方式叠加引晶；氮化硅颗粒、碳化硅颗粒和硅颗粒采用不同颗粒大小的错落堆叠，使底部涂层引晶颗粒铺设更均匀。（2）采用本技术提供的坩埚制备获得的硅料利用率高，说明坩埚本体内表面引晶涂层纯度高：通过引晶涂层种各原料的合理搭配，制备的引晶涂层具有耐高温且化学性能稳定，不向硅锭中扩散杂质，即降低了粘锅率。（3）本技术提供的坩埚本体内表面上的引晶涂层附着力强，可抵抗硅液对引晶涂层的不断冲刷，防止碳化硅、氮化硅和硅颗粒脱离坩埚本体。本技术提供的坩埚本体内表面上的引晶涂层无需重复喷涂。附图说明图1为本技术的结构示意图。附图说明：1、坩埚本体，2、第一粘结层，3、碳化硅层，4、第一氮化硅层，5、第二粘结层，6、硅层，7、第二氮化硅层。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面结合附图及实施例对本技术做进一步描述。如图1所示，本技术提供了一种多晶硅铸锭用坩埚，在坩埚本体1的内表面设有引晶涂层，所述引晶涂层包括依次叠置的第一粘结层2、碳化硅层3、第一氮化硅层4、第二粘结层5、硅层6和第二氮化硅层7。其中，第一粘结层2铺设在坩埚本体1的内表面。将第一粘结层2铺设在坩埚本体1和碳化硅层3之间，增强了碳化硅颗粒在坩埚本体内表面上的附着力，防止碳化硅颗粒从坩埚本体脱落，从而降低了粘埚率。同时，第一粘结层将坩埚本体1紧密包覆，进一步防止坩埚本体1中杂质向硅锭扩散，减少硅锭底部红区，提高了硅锭利用率。碳化硅层3与硅层6采用同质形核和异质形核结合两种引晶方式叠加引晶，使引晶效果更好；第一氮化硅层4、第二氮化硅层7两层氮化硅层（熔点高）可以保护引晶颗粒不被熔化，同时将硅熔体与坩埚底隔绝开来，起到防粘埚作用。优选的，坩埚本体1的内表面设有的引晶涂层的厚度为680μm-800μm。其中，碳化硅层的厚度为550μm-600μm，所述硅层的厚度为100μm-300μm；进一步优选碳化硅层的厚度为580μm-590μm，所述硅层的厚度为150μm-200μm。为了控制底部形核，获得均匀的晶粒，厚度过厚会造成原材料浪费，同时由于厚度过厚，碳化硅层、硅层与坩埚的粘附效果会变差，容易脱落，给硅锭中引入杂质；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多晶硅铸锭用坩埚，包括坩埚本体，其特征在于，所述坩埚本体的内表面设有第一粘结层，所述第一粘结层的表面设有碳化硅层，所述碳化硅层的表面设有第一氮化硅层，所述第一氮化硅层的表面设有第二粘结层，所述第二粘结层的表面设有硅层，所述硅层的表面设有第二氮化硅层。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅铸锭用坩埚，包括坩埚本体，其特征在于，所述坩埚本体的内表面设有第一粘结层，所述第一粘结层的表面设有碳化硅层，所述碳化硅层的表面设有第一氮化硅层，所述第一氮化硅层的表面设有第二粘结层，所述第二粘结层的表面设有硅层，所述硅层的表面设有第二氮化硅层。2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于，所述碳化硅层的厚度为500μm-600μm。3.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于，所述硅层的厚度为100μm-300μm。4.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于，所述第一氮化硅层的厚度为40μm-60μm。5.根据权利要求4所述的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于，所述第二氮化硅层的厚度为40μm-60μm。6.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：范波波，高焕园，陈祎，梁万松，
申请(专利权)人：上海比亚迪有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31