一種生產(chǎn)多晶硅的坩堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及多晶硅太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生產(chǎn)多晶硅的坩禍。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著不可再生能源的日益枯竭，太陽能電池得到了快速的發(fā)展。由于鑄造多晶硅的制備工藝相對簡單，成本遠(yuǎn)低于單晶硅，多晶硅逐步取代直拉單晶硅在太陽能電池材料市場的主導(dǎo)地位，成為行業(yè)內(nèi)最主要的光伏材料。但相對于直拉單晶硅而言，鑄造多晶硅中的各種缺陷，如晶界、位錯、微缺陷，和材料中的雜質(zhì)碳和氧，使多晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率低于直拉單晶硅太陽能電池，成為了限制多晶硅太陽能電池發(fā)展的瓶頸。多晶硅片內(nèi)在質(zhì)量對最終的電池轉(zhuǎn)換效率有直接影響，提高多晶硅片的內(nèi)在質(zhì)量是提高電池轉(zhuǎn)換效率的重要手段。多晶硅片的內(nèi)在質(zhì)量取決于其切割成型之前的多晶硅錠的質(zhì)量。因此，提高多晶硅鑄錠技術(shù)，獲得高質(zhì)量的多晶硅錠成為各大公司的研宄方向。
[0003]控制晶體初始形核的大小和晶粒方向是實(shí)現(xiàn)提尚多晶娃徒質(zhì)量的如提和基礎(chǔ)。早期的常規(guī)多晶鑄錠方法，初始的形核是隨機(jī)的、自由的，并不是優(yōu)化的晶粒和晶向，而且晶粒尺寸不一，局部缺陷密度高，“短板”效應(yīng)使整個硅片的效率拉低。針對此缺點(diǎn)，近期行業(yè)里面普遍采用多種方法以實(shí)現(xiàn)初始形核時形成均勻的小晶粒。雖然行業(yè)里各大公司都有自己的方法以實(shí)現(xiàn)均勻的小晶粒，但思路基本是一致的，主要是使用底部具有粗糙石英砂顆粒的石英坩禍，并在長晶初級使用冷沖擊增大形核量，從而得到均勻的具有一定尺寸大小的小晶粒。但目前市場上的石英坩禍基本采用石英砂經(jīng)過破碎到一定粒徑后，涂刷在坩禍底部制作高效涂層。這種經(jīng)機(jī)械破碎的石英砂本身就存在形貌不一的缺陷，比較難實(shí)現(xiàn)均勻一致的形核點(diǎn)，且石英砂的純度也比較難控制，有可能造成多晶硅錠底部紅區(qū)過長。且用該類石英坩禍鑄造高質(zhì)量的多晶硅錠需要在成核階段使用冷沖擊，會對石英坩禍造成沖擊，增大了漏硅的風(fēng)險。并且，普通的硅粉層會在鑄錠加熱過程中熔化，不利于高質(zhì)量硅錠的生產(chǎn)。因此急需一種生產(chǎn)多晶硅的高效坩禍來解決上述問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)多晶硅的坩禍成核形貌不均勻、多晶硅錠底部紅區(qū)過長，且用該類石英坩禍鑄造高質(zhì)量的多晶硅錠需要在成核階段使用冷沖擊，會對石英坩禍造成沖擊，增大了漏硅的風(fēng)險，并且普通的硅粉層會在鑄錠加熱過程中熔化，不利于高質(zhì)量硅錠的生產(chǎn)的問題，提供了一種生產(chǎn)多晶硅的坩禍。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種生產(chǎn)多晶硅的坩禍，包括坩禍本體、由碳化硅顆粒形成的第一顆粒層、由硅粉形成的硅粉層、由球形S12顆粒形成的第二顆粒層和設(shè)置在第二顆粒層之上的疏松的第一氮化硅涂層以及設(shè)置在坩禍本體的側(cè)壁內(nèi)表面的堅硬致密的第二氮化硅涂層；
[0007]所述第一顆粒層設(shè)置在坩禍本體的底部內(nèi)表面，所述硅粉層設(shè)置在所述第一顆粒層之上，所述3102顆粒形成的第二顆粒層設(shè)置在硅粉層之上。
[0008]本實(shí)用新型所述硅粉層中硅粉的粒徑為50 μπι?100 μm，優(yōu)選所述硅粉的粒徑為80 μ m0
[0009]本實(shí)用新型所述娃粉層的厚度為1_?2_，優(yōu)選所述厚度為1.5_。
[0010]本實(shí)用新型所述球形S12顆粒為采用本領(lǐng)域常規(guī)方法合成的球形S12顆粒。該球形S12顆粒具有形貌均勻，純度高，粒徑均一性強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。
[0011]本實(shí)用新型所述第一顆粒層的碳化硅顆粒的粒徑為20目?70目，優(yōu)選所述碳化硅顆粒的粒徑為50目?60目。
[0012]本實(shí)用新型所述第二顆粒層的球形S12顆粒的粒徑為20目?70目，優(yōu)選所述球形S12顆粒的粒徑為50目?60目。
[0013]本實(shí)用新型所述第二顆粒層的厚度為Imm?5_，優(yōu)選所述厚度為2.5_。
[0014]本實(shí)用新型所述第一氮化娃涂層的厚度為0.2mm?0.3mm。
[0015]本實(shí)用新型所述第二氮化娃涂層的厚度為0.1mm?0.2mm。
[0016]本實(shí)用新型的第一氮化硅涂層和第二氮化硅涂層均由β相超過50%以上，D50值為2±0.3 μ m，且粒徑分布為雙峰分布的氮化硅粉組成。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的生產(chǎn)多晶硅的坩禍，不需要冷沖擊，就能生廣出底部紅區(qū)短，晶粒尺寸小而均勾的尚質(zhì)量多晶娃徒，由尚質(zhì)量多晶硅錠切割所得多晶硅片具有晶粒尺寸小而均勻，缺陷密度低，多晶硅片光電轉(zhuǎn)化效率高等特點(diǎn)，且娃粉在長時間保持不融化。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的生產(chǎn)多晶硅的坩禍的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為坩禍本體，2為第一顆粒層，3為硅粉層，4為第二顆粒層，51為第一氮化硅涂層，52為第二氮化硅涂層。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)用新型公開了一種生產(chǎn)多晶硅的坩禍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，做出適當(dāng)改進(jìn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0020]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]如圖1所示，生產(chǎn)多晶硅的坩禍，包括坩禍本體1、由碳化硅顆粒形成的第一顆粒層2、由硅粉形成的硅粉層3、由球形5102顆粒形成的第二顆粒層4和設(shè)置在第二顆粒層4之上的疏松的第一氮化硅涂層51以及設(shè)置在坩禍本體I的側(cè)壁內(nèi)表面的堅硬致密的第二氮化硅涂層52 ；
[0023]所述第一顆粒層2設(shè)置在坩禍本體I的底部內(nèi)表面，所述硅粉層3設(shè)置在所述第一顆粒層2之上，所述3102顆粒形成的第二顆粒層4設(shè)置在硅粉層3之上。
[0024]其中硅粉層3中硅粉的粒徑為50 μ m，厚度為1mm。第一顆粒層2的碳化硅顆粒的粒徑為70目。第二顆粒層4的球形S12顆粒的粒徑為70目，厚度為5mm。所述第一氮化娃涂層51的厚度為2