CN208501149U - 一种坩埚 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种坩埚，包括石英制成的坩埚本体，所述坩埚本体的外壁涂覆有一层涂层，所述涂层由氮化硅或碳化硅制成。本实用新型通过在坩埚外壁涂覆一层不与硅反应的涂层，一方面杜绝了裸露的坩埚外壁SiO₂在高温下与硅蒸汽发生反应，另一方面隔绝了坩埚外壁SiO₂与铸锭炉内的石墨件中的碳在高温下发生化学反应，从而有效阻止了多晶硅铸锭中碳、氧含量的偏高，进而使得光伏硅片的使用性能得以提高。

Description

一种坩埚

技术领域

本实用新型涉及一种坩埚，尤其涉及一种石英坩埚，属于多晶硅铸锭技术领域。

背景技术

光伏发电是当前最重要的清洁能源之一，具有极大的发展潜力。制约光伏行业发展的关键因素，一方面是光电转化效率低，另一方面是成本偏高。光伏硅片是生产太阳能电池和组件的基本材料，用于生产光伏硅片的多晶硅纯度必须在6N级以上(即非硅杂质总含量在1ppm以下)，否则光伏电池的性能将受到很大的负面影响。

而在太阳能多晶硅铸锭的实际生产过程中，需要使用石英坩埚来填装硅料，且将硅料投入石英坩埚后，通常情况下还需经预热、熔化、长晶、退火、冷却等步骤，才能完成多晶硅铸锭的过程，现有的生产过程中为了减少多晶硅铸锭过程中杂质的产生，通常会在坩埚的内壁涂覆一层氮化硅涂层，其主要作用是隔离了坩埚和硅熔体使其不产生直接接触，从而减少杂质的产生，同时氮化硅涂层还能起到脱模剂的作用。

但在实际的太阳能多晶硅铸锭的生产过程中，我们发现铸锭过程中裸露的坩埚外壁在高温作用下也会与铸锭炉内的石墨件中的碳发生化学反应，同时也会和硅蒸汽发生化学反应，化学反应方程式如下：

C+SiO2→CO+SiO(高温条件下)

Si+SiO₂→2SiO→O₂+2Si(高温条件下)

上述反应的发生会产生一氧化硅和一氧化碳气体从而导致多晶硅铸锭中碳、氧含量偏高，而碳、氧含量偏高会导致硅熔体在定向凝固长晶过程中碳沉淀、氧沉淀以及位错等缺陷的增加，不仅会导致硅锭开方时断线率的提高，更会影响硅片的电性能。

实用新型内容

本实用新型针对现有太阳能多晶硅铸锭的生产过程中使用的坩埚所存在的不足，提供一种新型坩埚。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种坩埚，包括石英制成的坩埚本体，所述坩埚本体的外壁涂覆有一层涂层，所述涂层由氮化硅或碳化硅制成。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在坩埚外壁涂覆一层不与硅反应的涂层，一方面杜绝了裸露的坩埚外壁SiO₂在高温下与硅蒸汽发生反应，另一方面隔绝了坩埚外壁SiO₂与铸锭炉内的石墨件中的碳在高温下发生化学反应，从而有效阻止了多晶硅铸锭中碳、氧含量的偏高，进而使得光伏硅片的使用性能得以提高。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述涂层的厚度为0.05～0.3mm。

采用上述进一步技术方案的有益效果是，既能起到杜绝裸露的坩埚外壁SiO₂在高温下与硅蒸汽、石墨件中的碳发生反应的效果，又能最大限度的节约成本。

进一步，所述坩埚本体的内壁也涂覆有一层厚度为0.05～0.3mm的氮化硅涂层。

采用上述进一步技术方案的有益效果是，隔离了坩埚内壁和硅熔体使其不产生直接接触，从而减少杂质的产生，同时氮化硅涂层还能起到脱模剂的作用。

本实用新型中所提到的坩埚内壁和外壁的涂层可通过喷涂、刷涂等多种涂覆方式实现。

附图说明

图1为本实用新型坩埚的横剖面结构示意图；

图1中，1、坩埚本体；2、涂层

具体实施方式

以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1：

如图1所示，一种坩埚，包括石英制成的坩埚本体1，坩埚本体的外壁涂覆有一层厚度为0.05～0.3mm的涂层2，涂层由氮化硅制成。

实施例2：

如图1所示，一种坩埚，包括石英制成的坩埚本体1，坩埚本体的外壁涂覆有一层厚度为0.05～0.3mm的涂层2，涂层由碳化硅制成。

优选地，坩埚本体的内壁也涂覆有一层厚度为0.05～0.3mm的氮化硅涂层。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种坩埚，包括石英制成的坩埚本体，其特征在于，所述坩埚本体的外壁涂覆有一层涂层，所述涂层由氮化硅或碳化硅制成。

2.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述涂层的厚度为0.05～0.3mm。

3.根据权利要求1或2所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚本体的内壁也涂覆有一层厚度为0.05～0.3mm的氮化硅涂层。