一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特殊多晶鑄錠用坩禍，尤其涉及多晶鑄錠半熔工藝使用。
【背景技術(shù)】
[0002]2011年起，硅片效率經(jīng)歷了大晶粒、類單晶、高效多晶等重要研發(fā)方向。類單晶追求少晶界，但不可避免高密度的位錯增殖，高效多晶雖然有很高的晶界密度，但位錯密度卻表現(xiàn)很低。由于低位錯、高效率的優(yōu)勢，高效多晶自2012年起逐漸成為市場需求的主流。為了獲得較小的晶粒，業(yè)內(nèi)普遍存在全熔與半熔兩大工藝，由于半熔工藝為同質(zhì)形核，晶粒均勻，效率略高于全熔，目前行業(yè)內(nèi)多數(shù)使用半熔工藝。但半熔工藝也存在邊緣籽晶難以保全的難題，使得晶錠邊緣效率明顯低于中心效率。業(yè)內(nèi)人士在護板邊緣或者DS邊緣、隔熱籠底部用碳氈包裹等方式阻止熱輻射達到保留籽晶目的，一定程度上有效果，但碳等其它雜質(zhì)隨之增高。坩禍底部制作涂層防止雜質(zhì)的過多引入有重要意義。
[0003]專利號為201510576727.9中國專利申請涉及一種多晶硅鑄錠鋪底料及其制備方法和應用。多晶硅鑄錠鋪底料是硅顆粒表面涂覆氮化硅層的耐高溫硅顆粒，其粒徑為3?15mm，娃顆粒:氮化娃的質(zhì)量比為40:1?5。制備方法包括以下步驟:在娃顆粒中加入5%?15%的氮化硅粉并攪拌均勻;再加入0.4%?12%娃溶膠與純水的混合溶液，再次充分攪拌，硅溶膠與純水的質(zhì)量比為1:1?5;烘干后將顆粒物搓開并過篩網(wǎng)即可。將上述耐高溫硅顆粒應用于多晶硅半熔鑄錠工藝中，進入長晶后起到良好的形核作用。因硅錠底部籽晶保留高度低，紅區(qū)平整等優(yōu)點，相比傳統(tǒng)半熔工藝，成晶率可提高4%?6%，A、B、C三區(qū)光電轉(zhuǎn)換效率趨于一致，從而使產(chǎn)品整體品質(zhì)得到提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍，在坩禍底部邊緣設有形核物，坩禍底部中間部分不鋪形核物。本發(fā)明中所指形核物的概念為:所述形核物為硅料、硅的化合物、或者硅與硅的化合物混合中的一種或多種。
[0005]所述形核物的尺寸為3μπι-500μπι。
[0006]另外，本發(fā)明還提供了一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍的制造方法，包括以下步驟:
步驟一:將隔板放在坩禍底部中間位置，隔板距離坩禍邊緣2-14cm;
步驟二:在坩禍底部邊緣鋪設形核物；
步驟三:去除隔板。
[0007]所述形核物為硅料、硅的化合物、或者硅與硅的化合物混合中的一種或多種； 所述形核物可用手撒、機器布砂或者噴涂方式布在坩禍底部邊緣；
所述形核物在鋪設前用粘性的膠體涂刷或者噴在坩禍底部，膠體采用高純石英料漿、硅溶膠或者其它不對鑄錠造成質(zhì)量影響的膠體中的一種或多種；
所述隔板采用高純塑料材料或其它不會對多晶鑄錠造成影響的材料；
所述隔板形狀為圓形、方形或非規(guī)則形狀。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)原理為:通過在坩禍底部邊緣處鋪設形核物，可阻止因邊緣籽晶熔化導致邊緣形核較差的問題，保證多晶鑄錠用半熔工藝下底部邊緣處達到同質(zhì)形核。
[0009]本發(fā)明的有益技術(shù)效果為:用本發(fā)明所提供坩禍鑄錠出錠后產(chǎn)品底部晶花90%以上為優(yōu)質(zhì)晶粒，優(yōu)選條件下可達100%優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率提升0.02%以上，優(yōu)選條件下可到0.11%，使得晶錠邊緣效率明顯提高，整錠光電轉(zhuǎn)換效率提升0.05-0.10%，；采用本發(fā)明所提供的坩禍制造方法，具有操作簡便，不易引入雜質(zhì)、制作高效坩禍底部涂層的成本可下降50-80%的優(yōu)勢，有較好的產(chǎn)業(yè)化前景。
【附圖說明】
[0010]
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0011]圖1成品坩禍俯視圖(示意圖一)
圖2成品坩禍俯視圖(示意圖二)。
【具體實施方式】
[0012]為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實例對本發(fā)明提供的石英坩禍進行描述，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
[0013]實施例1
首先，將圓形隔板放在坩禍底部中間位置，隔板最寬處離坩禍四內(nèi)壁4cm;然后，將形核物布在坩禍底部邊緣;最后，去除隔板，坩禍成品示意圖如圖1所示，其中陰影處為設有形核物。
[0014]采用上述坩禍鑄錠出錠后底部晶花96%為優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率提升
0.03%。
[0015]實施例2
與實施例1不同的是，隔板最寬處離坩禍四內(nèi)壁12cm，出錠后底部晶花100%為優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率提升0.11%。
[0016]實施例3
與實施例1不同的是，隔板最寬處離坩禍四內(nèi)壁5cm，出錠后底部晶花95%為優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率提升0.03%。
[0017]實施例4
與實施例1不同的是，中間隔板成方形，隔板最寬處離坩禍4內(nèi)壁8cm，出錠后底部晶花100%為優(yōu)質(zhì)晶粒。
[0018]實施例5
與實施例1不同的是，將硅粉與氮化硅粉按照質(zhì)量3:1混合后布在坩禍邊緣，中間隔板成方形，隔板最寬處離坩禍4內(nèi)壁8cm，坩禍成品示意圖如圖2所示，其中陰影處為設有形核物。
[0019]出錠后底部晶花100%為優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率提升0.06%。
[0020]實施例6
與實施例1不同的是，將硅粉與氮化硅粉按照質(zhì)量3:1混合后布在坩禍邊緣，中間隔板成圓形，隔板最寬處離坩禍4內(nèi)壁3cm，出錠后底部晶花95%為優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率提升0.02%。
[0021 ] 實施例7
與實施例1不同的是，將硅粉與氮化硅粉按照質(zhì)量3:1混合后布在坩禍邊緣，中間隔板成方形，隔板最寬處離坩禍4內(nèi)壁10cm，出錠后底部晶花100%為優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率提升0.05%。
[0022]實施例8
與實施例1不同的是，將硅粉與碳化硅粉按照質(zhì)量4:1混合后布在坩禍邊緣，中間隔板成圓形，隔板最寬處離坩禍4內(nèi)壁10cm，出錠后底部晶花90%為優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率與產(chǎn)線持平。
[0023]實施例9
與實施例1不同的是，將50g碳化硅粉(70-100目)布在坩禍邊緣，中間隔板成圓形，隔板最寬處離坩禍4內(nèi)壁8cm，出錠后底部晶花90%為優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率與產(chǎn)線持平。
[0024]實施例10
與實施例1不同的是，將50g石英砂(70-100目)布在坩禍邊緣，中間隔板成圓形，隔板最寬處離坩禍4內(nèi)壁8cm，出錠后底部晶花90%為優(yōu)質(zhì)晶粒，晶錠平均轉(zhuǎn)換效率提升0.02%。
【主權(quán)項】
1.一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍，其特征在于在坩禍底部邊緣設有形核物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍，其特征在于所述形核物為硅料、硅的化合物、或者硅與硅的化合物混合中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶半熔工藝用高效坩禍，其特征在于形核物尺寸在3μπι-500μπι，鋪設形核物的重量為30-200g。4.一種如權(quán)利要求1所述的一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍的制造方法，包括以下步驟: 步驟一:將隔板放在坩禍底部中間位置，隔板距離坩禍邊緣2-14cm; 步驟二:在坩禍底部邊緣鋪設形核物； 步驟三:去除隔板。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍的制造方法，其特征在于所述形核物為硅料、硅的化合物、或者硅與硅的化合物混合中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍的制造方法，其特征在于所述形核物可用手撒、機器布砂或者噴涂方式布在坩禍邊緣。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍的制造方法，其特征在于所述形核物在鋪設前用粘性的膠體涂刷或者噴在坩禍底部，膠體采用高純石英料漿、硅溶膠或者其它不對鑄錠造成質(zhì)量影響的膠體中的一種或多種。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍的制造方法，其特征在于所述隔板采用高純塑料材料或其它不會對多晶鑄錠造成影響的材料。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多晶鑄錠用選擇性全熔高效坩禍的制造方法，其特征在于所述隔板形狀為圓形、方形或非規(guī)則形狀。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種特殊高效坩堝，具體方法為將多晶坩堝底部邊緣處布滿硅顆粒或者硅與硅相應化合物的混合物作為形核物，坩堝底部中間部分不做任何處理，此種方法的實施可阻止因邊緣籽晶熔化導致邊緣形核較差的問題，保證多晶鑄錠用半熔工藝下底部邊緣處達到同質(zhì)形核的目的。雜質(zhì)的引入及晶錠邊緣低效比率可明顯下降，晶錠整錠光電轉(zhuǎn)換效率提升0.05-0.10%，制作高效坩堝底部涂層的成本可下降50-80%。
【IPC分類】C30B29/06, C30B28/06
【公開號】CN105568374
【申請?zhí)枴緾N201610148658
【發(fā)明人】張福軍, 汪興華
【申請人】常熟華融太陽能新型材料有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年3月16日