專利名稱：一種電弧回轉(zhuǎn)熱熔法制造石英玻璃坩堝的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域，具體涉及一種電弧回轉(zhuǎn)熱熔法制造石英玻璃坩堝的方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著單晶硅產(chǎn)品在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域內(nèi)的占用比例不斷提高，高純度單晶硅的需求量日益增大，對(duì)用于制備純單晶硅的石英玻璃坩堝自身的純度要求也日益提高。傳統(tǒng)真空電弧法制成的石英玻璃坩堝，由于快速降溫導(dǎo)致透明層內(nèi)會(huì)生成一定數(shù)量大小不等的氣泡，使得坩堝內(nèi)表面呈凹凸不平，增加了硅料與石英材料的接觸面，加劇了硅材料與石英材料之間的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)生成的單晶硅產(chǎn)品造成污染，不利于制備高純度的太陽(yáng)能光伏用單晶硅產(chǎn)品，而且也會(huì)嚴(yán)重影響單晶硅生產(chǎn)的成品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有耐高溫、抗軟化能力強(qiáng)的電弧回轉(zhuǎn)熱熔法制造石英玻璃坩堝的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本方法是在傳統(tǒng)真空電弧法的基礎(chǔ)上，增加采用回轉(zhuǎn)模具，熔制出坩堝基體，并將制作好的堝坯在燃燒的氫氛圍進(jìn)行緩慢冷卻，控制坩堝內(nèi)部氣泡等結(jié)構(gòu)缺陷的產(chǎn)生，從而提高坩堝內(nèi)壁的構(gòu)造強(qiáng)度，進(jìn)行達(dá)到阻隔硅材料和石英材料的化學(xué)反應(yīng)，提高單晶硅產(chǎn)品純度的目的。一種電弧回轉(zhuǎn)熱熔法制造石英玻璃坩堝的方法，包括以下步驟1)將高純石英砂原料供給能夠回轉(zhuǎn)的模具，在模具的內(nèi)表面形成坩堝粉體層；2)利用電弧進(jìn)行加熱熔制，使粉體層熔化成坩堝基體；3)當(dāng)粉體層熔制成型后，立即關(guān)停電弧，讓模具回轉(zhuǎn)，開始往坩堝內(nèi)部噴射氫氣， 完成制造過程。作為優(yōu)選，所述噴射氫氣的時(shí)間為10分鐘左右，每分鐘流量控制在50ml上下， 使其一部分在環(huán)境高溫下自行燃燒，釋放出大量的水蒸汽，形成霧化氛圍，讓坩堝體溫從 2000°C左右緩慢降至800°C左右左右。本發(fā)明采用回轉(zhuǎn)熱熔模具，并往坩堝內(nèi)壁噴射氫氣形成霧化氛圍的方法，可使石英玻璃坩堝基體溫度實(shí)現(xiàn)快速均勻下降，可有效控制坩堝體內(nèi)微氣泡的產(chǎn)生，改良產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品在減壓下進(jìn)行單晶硅拉制過程中，能夠大大減少因氣泡膨脹而造成的內(nèi)表面出現(xiàn)皺裂的現(xiàn)象，并能有效控制硅材料與石英材料之間的反應(yīng)。一方面可以大大提高單晶硅產(chǎn)品的純度，另一方面也有助提高單晶硅生產(chǎn)的成品率。這種方法生產(chǎn)的石英玻璃坩堝在使用后，其內(nèi)表面皺裂現(xiàn)象極少，出現(xiàn)圓形斑點(diǎn)狀的方晶石也很少，生產(chǎn)過程中采用抽真空生成的透明層仍然清晰完整，維持較好的透明效果，產(chǎn)品軟化變形等缺陷能得到有效控制。有益效果本發(fā)明方法是對(duì)剛剛制作好的石英玻璃坩堝在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及高溫狀態(tài)下進(jìn)行噴射氫氣，實(shí)現(xiàn)快速均勻冷卻的一種簡(jiǎn)便方法，特別適合于大口徑石英玻璃坩堝的制造。采用本方法制成的石英玻璃坩堝，在減壓下拉制單晶硅，或采用多道拉制法或連續(xù)填充拉制法拉制單晶硅的使用中，透明層內(nèi)微氣泡得到有效控制，增強(qiáng)了坩堝內(nèi)表面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，既有利于提高產(chǎn)出的單晶硅的純度，也利于提高單晶硅生產(chǎn)的成品率，并能有效降低單晶硅產(chǎn)品的能耗。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明一種電弧回轉(zhuǎn)熱熔法制造石英玻璃坩堝的方法，包括以下步驟1)將高純石英砂原料供給能夠回轉(zhuǎn)的模具，在模具的內(nèi)表面形成坩堝粉體層；2)利用電弧進(jìn)行加熱熔制，使粉體層熔化成坩堝基體；3)當(dāng)粉體層熔制成型后，立即關(guān)停電弧，讓模具回轉(zhuǎn)，開始往坩堝內(nèi)部噴射10分鐘左右氫氣，每分鐘流量控制在50ml上下，使其一部分在環(huán)境高溫下自行燃燒，釋放出大量的水蒸汽，形成霧化氛圍，讓坩堝體溫從2000°C左右緩慢降至800°C左右左右，完成制造過程。
權(quán)利要求
1.一種電弧回轉(zhuǎn)熱熔法制造石英玻璃坩堝的方法，其特征在于包括以下步驟1)將高純石英砂原料供給能夠回轉(zhuǎn)的模具，在模具的內(nèi)表面形成坩堝粉體層；2)利用電弧進(jìn)行加熱熔制，使粉體層熔化成坩堝基體；3)當(dāng)粉體層熔制成型后，立即關(guān)停電弧，讓模具回轉(zhuǎn)，開始往坩堝內(nèi)部噴射氫氣，完成制造過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電弧回轉(zhuǎn)熱熔法制造石英玻璃坩堝的方法，其特征在于所述噴射氫氣的時(shí)間為10分鐘，每分鐘流量控制在50ml。
全文摘要
本發(fā)明公開了電弧回轉(zhuǎn)熱熔法制造石英玻璃坩堝的方法，在傳統(tǒng)真空電弧法的基礎(chǔ)上，增加采用回轉(zhuǎn)模具，熔制出坩堝基體，并將制作好的堝坯在燃燒的氫氛圍進(jìn)行緩慢冷卻，控制坩堝內(nèi)部氣泡等結(jié)構(gòu)缺陷的產(chǎn)生，從而提高坩堝內(nèi)壁的構(gòu)造強(qiáng)度，進(jìn)行達(dá)到阻隔硅材料和石英材料的化學(xué)反應(yīng)，提高單晶硅產(chǎn)品純度的目的。本發(fā)明方法是對(duì)剛剛制作好的石英玻璃坩堝在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及高溫狀態(tài)下進(jìn)行噴射氫氣，實(shí)現(xiàn)快速均勻冷卻的一種簡(jiǎn)便方法，特別適合于大口徑石英玻璃坩堝的制造。
文檔編號(hào)C30B15/10GK102372422SQ20101026427
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者楊業(yè)林, 池金林 申請(qǐng)人:揚(yáng)州華爾光電子材料有限公司