專利名稱：一種用于多晶硅鑄錠的熔融石英坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石英坩堝，具體說(shuō)，是涉及一種用于多晶硅鑄錠的熔融石英坩堝， 屬于晶體生長(zhǎng)器械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，隨著能源危機(jī)、環(huán)境問(wèn)題的不斷加劇，世界各國(guó)對(duì)可再生能源進(jìn)行了大量的研究。光電轉(zhuǎn)換是利用太陽(yáng)能的一種主要方式，它是利用半導(dǎo)體的光生伏打效應(yīng)，直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。硅以其高儲(chǔ)量性、制備工藝的相對(duì)成熟性、合適的能帶結(jié)構(gòu)、潔凈無(wú)污染性及高的性能穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，成為了光伏市場(chǎng)太陽(yáng)能電池的主要材料。各種形態(tài)的硅電池總的市場(chǎng)占有率高達(dá)99%以上。就其晶體形態(tài)而言，主要有單晶硅、多晶硅及非晶硅3 大類。單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率高，但單晶硅拉制工藝復(fù)雜，對(duì)原料要求較高，最終成品電池成本較高。非晶硅電池成本低，但其效率也低，且性能穩(wěn)定性差。而多晶硅轉(zhuǎn)換效率適中，制造成本低，性能穩(wěn)定。近年來(lái)，多晶硅太陽(yáng)能電池正是以其高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)，得到了迅速的發(fā)展，市場(chǎng)占有率達(dá)50%以上。隨著多晶硅等上游材料價(jià)格的回歸，光伏發(fā)電的成本和傳統(tǒng)發(fā)電成本之間差距進(jìn)一步縮小，這也進(jìn)一步促進(jìn)了太陽(yáng)能多晶硅的發(fā)展。太陽(yáng)能多晶硅的迅猛發(fā)展，大大加快了多晶硅鑄錠所使用的熔融石英坩堝的研究發(fā)展。目前，對(duì)于多晶硅鑄錠所使用的熔融石英坩堝，業(yè)內(nèi)都采用高純石墨材料制作，自身制造成本較大；而且石墨坩堝結(jié)晶出的多晶硅鑄錠，其含雜量較高，硅錠的有效收得率非常低，使用效果不理想，尚不能大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。因此，研究開(kāi)發(fā)一種新型的用于多晶硅鑄錠所使用的熔融石英坩堝，具有十分重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷和問(wèn)題，提供一種可減少對(duì)多晶硅的污染，降低制造成本，提高多晶硅鑄錠的成品率，滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求的、用于多晶硅鑄錠的熔融石英坩堝。本發(fā)明提供的用于多晶硅鑄錠的熔融石英坩堝，其特征在于由塊狀高純?nèi)廴谑⒃虾土罡呒內(nèi)廴谑⒃辖M成，且塊狀高純?nèi)廴谑⒃吓c粒狀高純?nèi)廴谑⒃系馁|(zhì)量配比為(25:75) (30:70)。所述的塊狀高純?nèi)廴谑⒃系耐庑螏缀纬叽缧∮?0mm。所述的粒狀高純?nèi)廴谑⒃系膸缀纬叽缧∮?0mm。所述的高純?nèi)廴谑⒃系慕M分及各組分的質(zhì)量百分含量為 二氧化硅>99. 75%
氧化鋁<2000ppm
氧化鐵<50ppm
氧化鈉<50ppm
其它組分為原料中不可避免的雜質(zhì)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的熔融石英坩堝，其室溫彎曲強(qiáng)度在17MPa以上，體積密度為1. 85 1. 98g/cm3，真密度為2. 16 2. 23g/cm3，線性膨脹系數(shù)為0. 6X 10_6 /°C，氣孔率為 119Γ14%;且坩堝的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)非常均勻，適當(dāng)?shù)臍饪茁始缺ＷC了坩堝的強(qiáng)度，又保證了很好的吸附性，提高了多晶硅鑄錠的成品率；高純?nèi)廴谑⒃舷鄬?duì)于石墨，可減少對(duì)多晶硅的污染、降低制造成本。因此，本發(fā)明的熔融石英坩堝能完全滿足多晶硅鑄錠的生產(chǎn)要求和規(guī)?；a(chǎn)的需求，具有顯著的市場(chǎng)價(jià)值。具體實(shí)施方法
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說(shuō)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1
將25重量份外形幾何尺寸小于60mm的塊狀高純?nèi)廴谑⒃虾?5重量份幾何尺寸小于20mm的粒狀高純?nèi)廴谑⒃?，投入球磨機(jī)中進(jìn)行濕法研磨，研磨后的料漿粒徑控制在 IOum 30umo將料漿導(dǎo)出球磨機(jī)后進(jìn)行攪拌120小時(shí)，檢查料漿的物理及化學(xué)性能；確認(rèn)合格后再加入適量的干粉進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁粩嚢杈鶆蚝筠D(zhuǎn)入澆注罐注入石膏模具中，在模具中靜置10個(gè)小時(shí)后進(jìn)行脫模。脫模后的熔融石英坩堝進(jìn)行干燥，干燥溫度控制在140°C。將干燥后的熔融石英坩堝放入窯爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)的溫度控制在1200°C，燒結(jié)時(shí)間為20小時(shí)，即得本發(fā)明的熔融石英坩堝。所用的塊狀及粒狀高純?nèi)廴谑⒃系慕M分及各組分的質(zhì)量百分含量為 二氧化硅>99. 75%
氧化鋁<2000ppm
氧化鐵<50ppm
氧化鈉<50ppm
其它組分為原料中不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例2
將30重量份外形幾何尺寸小于60mm的塊狀高純?nèi)廴谑⒃虾?0重量份幾何尺寸小于20mm的粒狀高純?nèi)廴谑⒃希度肭蚰C(jī)中進(jìn)行濕法研磨，研磨后的料漿粒徑控制在 IOum 50umo其余內(nèi)容與實(shí)施例1中所述相同。實(shí)施例3
將28重量份外形幾何尺寸小于60mm的塊狀高純?nèi)廴谑⒃虾?2重量份幾何尺寸小于20mm的粒狀高純?nèi)廴谑⒃?，投入球磨機(jī)中進(jìn)行濕法研磨，研磨后的料漿粒徑控制在 IOum 50umo其余內(nèi)容與實(shí)施例1中所述相同。經(jīng)性能檢測(cè)得知上述實(shí)施例得到的熔融石英坩堝，其室溫彎曲強(qiáng)度均在17MPa 以上，體積密度為1. 85 1. 98g/cm3,真密度為2. 16 2. 23g/cm3,線性膨脹系數(shù)為 0.6X10_6/°C，氣孔率為11% 14%，具有非常良好的強(qiáng)度和致密性，完全能滿足多晶硅鑄錠的使用要求。
權(quán)利要求
1.一種用于多晶硅鑄錠的熔融石英坩堝，其特征在于由塊狀高純?nèi)廴谑⒃虾土罡呒內(nèi)廴谑⒃辖M成，且塊狀高純?nèi)廴谑⒃吓c粒狀高純?nèi)廴谑⒃系馁|(zhì)量配比為(25:75) (30:70)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多晶硅鑄錠的熔融石英坩堝，其特征在于所述的塊狀高純?nèi)廴谑⒃系耐庑螏缀纬叽缧∮?0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多晶硅鑄錠的熔融石英坩堝，其特征在于所述的粒狀高純?nèi)廴谑⒃系膸缀纬叽缧∮?0mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于多晶硅鑄錠的熔融石英坩堝，其特征在于， 所述的高純?nèi)廴谑⒃系慕M分及各組分的質(zhì)量百分含量為二氧化硅>99. 75%氧化鋁<2000ppm氧化鐵<50ppm氧化鈉<50ppm其它組分為原料中不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于多晶硅鑄錠的熔融石英坩堝，是由塊狀高純?nèi)廴谑⒃虾土罡呒內(nèi)廴谑⒃辖M成，且兩者的質(zhì)量配比為(25:75)～(30:70)。本發(fā)明的熔融石英坩堝，其室溫彎曲強(qiáng)度在17MPa以上，體積密度為1.85~1.98g/cm3，真密度為2.16~2.23g/cm3，線性膨脹系數(shù)為0.6×10-6/℃，氣孔率為11%~14%；且坩堝的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)非常均勻，適當(dāng)?shù)臍饪茁始缺ＷC了坩堝的強(qiáng)度，又保證了很好的吸附性，提高了多晶硅鑄錠的成品率；高純?nèi)廴谑⒃舷鄬?duì)于石墨，可減少對(duì)多晶硅的污染、降低制造成本；能完全滿足多晶硅鑄錠的生產(chǎn)要求和規(guī)?；a(chǎn)的需求，具有顯著的市場(chǎng)價(jià)值。
文檔編號(hào)C03B20/00GK102153271SQ201010581050
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者方青 申請(qǐng)人:江蘇潤(rùn)弛太陽(yáng)能材料科技有限公司