一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，包括以下步驟：（1）按照常規(guī)工藝制作石英陶瓷裸堝，將石英陶瓷裸堝置于加熱器上進(jìn)行加熱；（2）將氫氧化鋇粉末溶解于純水或無(wú)水乙醇中，加熱使其完全融化制得氫氧化鋇溶液；（3）當(dāng)石英陶瓷裸堝被加熱至50-60℃時(shí)，將制備好的氫氧化鋇溶液均勻的噴涂于石英陶瓷裸堝內(nèi)底部和四壁，噴涂完后得到具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝；（4）配置氮化硅懸浮液；（5）將配置好的氮化硅懸浮液均勻的噴涂在具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝內(nèi)底部和四壁即得。采用本發(fā)明工藝制備的石英陶瓷坩堝可有效減少石英陶瓷坩堝內(nèi)雜質(zhì)元素向硅錠內(nèi)部擴(kuò)散，提高硅錠少子壽命，減少硅片制成電池片后EL檢測(cè)黑邊比例，提高其光電轉(zhuǎn)化效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能電池的制造分硅片、電池片、組件幾個(gè)階段，太陽(yáng)能電池用多晶硅片的生產(chǎn)過(guò)程中，石英陶瓷坩堝為必不可少的輔助材料，需將高純硅料(6N級(jí))裝在石英陶瓷坩堝內(nèi)進(jìn)行融化和定向凝固，而石英陶瓷坩堝的純度遠(yuǎn)不及硅料(石英陶瓷坩堝純度為99.8%左右)，且高溫下，硅液會(huì)與石英陶瓷坩堝發(fā)生反應(yīng)而出現(xiàn)粘連，為阻止硅液與坩堝接觸發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)避免坩堝內(nèi)雜質(zhì)元素進(jìn)入到硅料中，目前多晶鑄錠通常采用在石英陶瓷坩堝內(nèi)壁噴涂一層高純氮化硅涂層，通過(guò)氮化硅涂層阻止石英陶瓷坩堝與硅料發(fā)生反應(yīng)，并阻擋坩堝內(nèi)雜質(zhì)進(jìn)入硅錠內(nèi)部。[0003]氮化硅涂層能夠較好的阻隔硅液與坩堝發(fā)生接觸，但其阻隔雜質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入硅錠的作用有限，導(dǎo)致硅錠靠近坩堝區(qū)域雜質(zhì)含量高，少子壽命低，該區(qū)域的硅片制成電池片后，EL檢測(cè)黑邊現(xiàn)象非常嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，采用該工藝制備的石英陶瓷坩堝可有效減少石英陶瓷坩堝內(nèi)雜質(zhì)元素向硅錠內(nèi)部擴(kuò)散，提高硅錠少子壽命，減少硅片制成電池片后EL檢測(cè)黑邊比例，提高其光電轉(zhuǎn)化效率。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)采取以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，其特征在于包括以下步驟:
(O按照常規(guī)工藝制作石英陶瓷裸堝，將石英陶瓷裸堝置于加熱器上進(jìn)行加熱；
(2)將氫氧化鋇粉末溶解于純水或無(wú)水乙醇中，加熱使其完全融化制得氫氧化鋇溶
液；
(3)當(dāng)石英陶瓷裸堝被加熱至50-60°C時(shí)，將制備好的氫氧化鋇溶液均勻的噴涂于石英陶瓷裸堝內(nèi)底部和四壁，噴涂完后得到具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝；
(4)配置氮化硅懸浮液；
(5)將配置好的氮化硅懸浮液均勻的噴涂在具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝內(nèi)底部和四壁即得。
[0006]本發(fā)明制備工藝的步驟(2)中氫氧化鋇粉末的純度在99.9%以上，氫氧化鋇粉末與純水或無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為1: 10-30 ;步驟(3)中每只石英陶瓷裸堝噴涂氫氧化鋇溶液的量為100-500ml，噴涂完氫氧化鋇溶液后的石英陶瓷坩堝再在加熱器上維持5-30min。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的制備工藝制得的新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝具有以下特點(diǎn):
(I)在坩堝與氮化硅涂層之間增加一層氫氧化鋇涂層，氫氧化鋇與空氣中二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鋇，碳酸鋇在高溫下與坩堝發(fā)生一系列反應(yīng)形成一層致密微小的硅酸鋇白矽石結(jié)晶，這種微小的白矽石結(jié)晶很難被溶液滲入而剝落，同時(shí)配合氮化硅涂層，可顯著減少石英陶瓷坩堝內(nèi)雜質(zhì)元素向硅錠內(nèi)部擴(kuò)散，降低硅片內(nèi)雜質(zhì)元素含量，從而顯著提高多晶硅片少子壽命，減少電池EL測(cè)試黑邊現(xiàn)象，提高其制成電池片后的光電轉(zhuǎn)化效率。
[0008](2)增加一層氫氧化鋇涂層有利于坩堝脫模，減少硅錠粘鍋現(xiàn)象的發(fā)生。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下實(shí)施例僅用于闡述本發(fā)明，而本發(fā)明的保護(hù)范圍并非僅僅局限于以下實(shí)施例。所述【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員依據(jù)以上本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容和各參數(shù)所取范圍，均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0010]實(shí)施例1
一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，包括以下步驟:
(1)按照常規(guī)工藝制作石英陶瓷裸堝，將石英陶瓷裸堝置于加熱器上進(jìn)行加熱；
(2)將純度在99.9%以上的氫氧化鋇粉末溶解于純水中，氫氧化鋇粉末與純水的質(zhì)量比為1: 15,加熱使其完全融化制得氫氧化鋇溶液；
(3)當(dāng)石英陶瓷裸堝被加熱至50°C時(shí)，將制備好的氫氧化鋇溶液均勻的噴涂于石英陶瓷裸堝內(nèi)底部和四壁，每只石英陶瓷裸堝噴涂氫氧化鋇溶液的量為300ml，噴涂完后得到具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝，再在加熱器上維持20min ；
(4)配置氮化硅懸浮液；
(5)將配置好的氮化硅懸浮液 均勻的噴涂在具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝內(nèi)底部和四壁即得。
[0011]實(shí)施例2
一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，包括以下步驟:
(O按照常規(guī)工藝制作石英陶瓷裸堝，將石英陶瓷裸堝置于加熱器上進(jìn)行加熱；
(2)將純度在99.9%以上的氫氧化鋇粉末溶解于純水中，氫氧化鋇粉末與純水的質(zhì)量比為1: 20,加熱使其完全融化制得氫氧化鋇溶液；
(3)當(dāng)石英陶瓷裸堝被加熱至50°C時(shí)，將制備好的氫氧化鋇溶液均勻的噴涂于石英陶瓷裸堝內(nèi)底部和四壁，每只石英陶瓷裸堝噴涂氫氧化鋇溶液的量為400ml，噴涂完后得到具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝，再在加熱器上維持20min ；
(4)配置氮化硅懸浮液；
(5)將配置好的氮化硅懸浮液均勻的噴涂在具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝內(nèi)底部和四壁即得。
[0012]實(shí)施例3
一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，包括以下步驟:
(O按照常規(guī)工藝制作石英陶瓷裸堝，將石英陶瓷裸堝置于加熱器上進(jìn)行加熱；
(2)將純度在99.9%以上的氫氧化鋇粉末溶解于無(wú)水乙醇中，氫氧化鋇粉末與無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為1: 20,加熱使其完全融化制得氫氧化鋇溶液；
(3)當(dāng)石英陶瓷裸堝被加熱至55°C時(shí)，將制備好的氫氧化鋇溶液均勻的噴涂于石英陶瓷裸堝內(nèi)底部和四壁，每只石英陶瓷裸堝噴涂氫氧化鋇溶液的量為300ml，噴涂完后得到具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝，再在加熱器上維持30min ；(4)配置氮化硅懸浮液；
(5)將配置好的氮化硅懸浮液均勻的噴涂在具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝內(nèi)底部和四壁即得。
[0013] 實(shí)施例4
一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，包括以下步驟:
(1）按照常規(guī)工藝制作石英陶瓷裸堝，將石英陶瓷裸堝置于加熱器上進(jìn)行加熱；
(2)將純度在99.9%以上的氫氧化鋇粉末溶解于無(wú)水乙醇中，氫氧化鋇粉末與無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為1: 30，加熱使其完全融化制得氫氧化鋇溶液；
(3)當(dāng)石英陶瓷裸堝被加熱至60°C時(shí)，將制備好的氫氧化鋇溶液均勻的噴涂于石英陶瓷裸堝內(nèi)底部和四壁，每只石英陶瓷裸堝噴涂氫氧化鋇溶液的量為500ml，噴涂完后得到具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝，再在加熱器上維持30min ；
(4)配置氮化硅懸浮液；
(5)將配置好的氮化硅懸浮液均勻的噴涂在具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝內(nèi)底部和四壁即得。
【權(quán)利要求】
1.一種新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)按照常規(guī)工藝制作石英陶瓷裸堝，將石英陶瓷裸堝置于加熱器上進(jìn)行加熱； (2)將氫氧化鋇粉末溶解于純水或無(wú)水乙醇中，加熱使其完全融化制得氫氧化鋇溶液； (3)當(dāng)石英陶瓷裸堝被加熱至50-60°C時(shí)，將制備好的氫氧化鋇溶液均勻的噴涂于石英陶瓷裸堝內(nèi)底部和四壁，噴涂完后得到具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝； (4)配置氮化硅懸浮液； (5)將配置好的氮化硅懸浮液均勻的噴涂在具有氫氧化鋇涂層的石英陶瓷坩堝內(nèi)底部和四壁即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，其特征在于:所述步驟(2)中氫氧化鋇粉末的純度在99.9%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，其特征在于:所述步驟(2)中氫氧化鋇粉末與純水或無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為1: 10-30。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，其特征在于:所述步驟(3)中每只石英陶瓷裸堝噴涂氫氧化鋇溶液的量為100-500ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多晶鑄錠用石英陶瓷坩堝的制備工藝，其特征在于:所述步驟(3)中噴涂完氫氧化鋇溶液后的石英陶瓷坩堝再在加熱器上維持5-30min。
【文檔編號(hào)】C03B20/00GK103508661SQ201310441193
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】顏頡頏, 崔鵬, 張華利, 高源 , 石宗杰, 張欣 申請(qǐng)人:晶海洋半導(dǎo)體材料（東海）有限公司