本發(fā)明涉及一種石英坩堝，尤其涉及一種梯度高純?nèi)廴谑③釄宓闹苽涔に嚕瑢儆谔?yáng)能電池鑄錠技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在熔融石英坩堝（以下簡(jiǎn)稱坩堝）成品或毛坯內(nèi)側(cè)涂布高純石英漿料能夠形成較高純度的高純石英隔離層，有助于在多晶硅鑄錠過程中阻擋坩堝本體中的雜質(zhì)向多晶硅中擴(kuò)散。但由于涂布操作的需要，高純石英漿料必須具有較高的分散劑（純水等）含量，這導(dǎo)致干燥成型后的高純石英層與坩堝毛坯或坩堝本體相比具有過高的空隙率。受此影響，高純石英隔離層經(jīng)多晶硅鑄錠過程的高溫?zé)Y(jié)發(fā)生收縮，產(chǎn)生大量微裂紋，并同時(shí)導(dǎo)致其表面用作多晶硅錠脫模劑的氮化硅涂層也產(chǎn)生微裂紋。在凝固之前硅熔體可通過這些裂紋與石英隔離層甚至坩堝本體發(fā)生接觸和反應(yīng)，從而受到污染，其最顯著的害處是導(dǎo)致多晶硅錠中的氧含量明顯增加，損害了多晶硅電池的性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，制作高純多晶硅鑄錠用熔融石英坩堝的主流技術(shù)是在普通純度的熔融石英坩堝的成品內(nèi)側(cè)涂布高純度石英漿料，如：在公開號(hào)為CN104947188A，以及公開號(hào)為CN104892035A，和公開號(hào)為CN104846436A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)文件中所記載的。此外，也有少數(shù)廠家將高純石英漿料涂布與熔融石英坩堝毛坯內(nèi)側(cè)，如：在公開號(hào)為CN105648528A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)文件中所記載的，經(jīng)燒結(jié)獲得內(nèi)部帶高純石英層的熔融石英坩堝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，提供一種梯度高純?nèi)廴谑③釄宓闹苽涔に?，避免?duì)多晶硅的污染，尤其避免多晶硅中氧的污染；另一方面，降低坩堝在鑄錠過程中結(jié)晶速率，從而降低坩堝在鑄錠過程的溢流可能性。

為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種梯度高純?nèi)廴谑③釄宓闹苽涔に?，包括如下步驟：

S1：在不同容器中按照相同的工藝球磨高純的熔融石英漿料和普通純度的熔融石英漿料，并分別添加高純度石英顆粒和普通純度石英顆粒配制成可用于澆注的熔融石英漿料，且所述高純度石英顆粒和普通純度石英顆粒具有相同粒徑分布；

S2：在澆注的模具中放置一層有機(jī)物隔離膜，通過可拆卸的骨架結(jié)構(gòu)控制隔離膜形狀和位置從而確定模具內(nèi)、外注漿空間的比例；

S3：分別將高純度石英漿料和普通石英漿料注入隔離膜的內(nèi)層和外層的模具中，澆注過程中逐步拆除控制隔離膜形狀的骨架結(jié)構(gòu)，并同時(shí)增加高純度石英漿料和普通石英漿料以填補(bǔ)移除骨架結(jié)構(gòu)的形成的空間；

S4：通過干燥或者熱引發(fā)固化使坩堝毛坯具有強(qiáng)度；

S5：將成型后的坩堝毛坯進(jìn)行打磨修正后放入窯爐中進(jìn)行燒結(jié)，通過增加預(yù)燒結(jié)工藝，首先使有機(jī)物隔離膜分解，然后將坩堝毛坯燒結(jié)成從坩堝外側(cè)到坩堝內(nèi)側(cè)具有梯度高純度的坩堝成品。

本發(fā)明通過使用相同粒度配比制作高純?nèi)廴谑{料和普通熔融石英漿料，因而坩堝在鑄錠使用過程中不會(huì)發(fā)生由于空隙高而導(dǎo)致的收縮效應(yīng)，從而避免了對(duì)多晶硅的污染，尤其是避免了多晶硅中氧的污染。同時(shí)，由于在坩堝內(nèi)側(cè)形成了高純度的熔融石英層，降低了坩堝在鑄錠過程中結(jié)晶速率，從而降低了坩堝在鑄錠過程的溢流可能性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備的石英坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1為高純度石英層，2為普通純度石英層。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，本發(fā)明中與現(xiàn)有技術(shù)相同的部分將參考現(xiàn)有技術(shù)。

一種梯度高純?nèi)廴谑③釄宓闹苽涔に嚕ㄈ缦虏襟E：

S1：在不同容器中按照相同的工藝球磨高純的熔融石英漿料和普通純度的熔融石英漿料，并分別添加高純度石英顆粒和普通純度石英顆粒配制成可用于澆注的熔融石英漿料，且所述高純度石英顆粒和普通純度石英顆粒具有相同粒徑分布；

S2：在澆注的模具中放置一層有機(jī)物隔離膜，通過可拆卸的骨架結(jié)構(gòu)控制隔離膜形狀和位置從而確定模具內(nèi)、外注漿空間的比例；

S3：分別將高純度石英漿料和普通石英漿料注入隔離膜的內(nèi)層和外層的模具中，澆注過程中逐步拆除控制隔離膜形狀的骨架結(jié)構(gòu)，并同時(shí)增加高純度石英漿料和普通石英漿料以填補(bǔ)移除骨架結(jié)構(gòu)的形成的空間；

S4：通過干燥或者熱引發(fā)固化使坩堝毛坯具有強(qiáng)度；

S4：通過干燥或者熱引發(fā)固化使坩堝毛坯具有強(qiáng)度；

S5：將成型后的坩堝毛坯進(jìn)行打磨修正后放入窯爐中進(jìn)行燒結(jié)，通過增加預(yù)燒結(jié)工藝，首先使有機(jī)物隔離膜分解，然后將坩堝毛坯燒結(jié)成從坩堝外側(cè)到坩堝內(nèi)側(cè)具有梯度高純度的坩堝成品。

在步驟S2中，所述有機(jī)物隔離膜的材料為聚乙烯薄膜。

在步驟S5中，通過增加氧化性氣氛400-600℃保溫1h的燒結(jié)步驟，使有機(jī)物隔離膜得到有效的分解。