一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108754601A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810506441.7(22)申请日2018.05.24(71)申请人江阴东升新能源股份有限公司地址214426江苏省无锡市江阴市新桥镇锦园路(72)发明人殷硕宰刘根刘德胜郁宇丰(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人赵海波孙燕波(51)Int.Cl.C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺(57)摘要本发明涉及一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺，所述工艺包括以下步骤：步骤一、坩埚喷涂步骤二、配料，然后将配好的硅料装入条形坩埚；步骤三、铸锭加热前需对炉体进行抽真空作业，在加热和长晶过程中炉体内持续通入氩气进行保护，加热硅料熔化过程中氩气的进气速度为30L/min，在长晶过程中氩气的进气速度为20L/min；步骤四、退火；步骤五、出炉脱模。本发明一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺，它在坩埚内硅料熔化后液面高度位置处通过毛刷涂覆第一氮化硅涂层，涂层致密性较热喷涂方式大大提高，能够有效抵抗硅料熔化热对流冲击，防止涂层产生脱落，从而造成硅锭粘埚断锭。CN108754601ACN108754601A权利要求书1/1页1.一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤：步骤一、坩埚喷涂将水和氮化硅粉末按1:1的质量比混合，制得第一氮化硅浆料，理论计算投入的硅料熔化后在坩埚内的液面高度，采用毛刷将第一氮化硅浆料均匀涂覆在液面高度位置，涂覆2～3遍后烘干形成第一氮化硅涂层；将水和氮化硅粉末按3.5:1的质量比混合，制得第二氮化硅浆料，采用1.8mm喷嘴通过热喷涂方式均匀涂覆在坩埚内壁上，烘干形成第二氮化硅涂层；步骤二、配料，然后将配好的硅料装入条形坩埚；步骤三、铸锭将盛放硅料的条形坩埚放入到炉体内进行加热，待硅料熔化后，按设定的工艺要求，在竖直方向形成温度梯度，使熔化的硅料沿竖直方向，在条形坩埚内长晶形成条形硅芯方锭；加热前需对炉体进行抽真空作业，在加热和长晶过程中炉体内持续通入氩气进行保护，加热硅料熔化过程中氩气的进气速度为30L/min，在长晶过程中氩气的进气速度为20L/min；步骤四、将硅芯方锭连同条形坩埚放入烧结炉内进行退火；步骤五、冷却后出炉脱模得到硅芯方锭。2.根据权利要求1所述的一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺，其特征在于：第一氮化硅涂层的厚度为90～100μm。3.根据权利要求1所述的一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺，其特征在于：第一氮化硅涂层的上下宽度为10cm。4.根据权利要求1所述的一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺，其特征在于：第一氮化硅涂层中心线距离坩埚底面高度为15cm。5.根据权利要求1所述的一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺，其特征在于：第一氮化硅涂层部位涂覆的第二氮化硅涂层厚度为90～100μm，其余部位第二氮化硅涂层的厚度为180～200μm。2CN108754601A说明书1/3页一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺技术领域[0001]本发明涉及一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺，属于多晶硅生产技术领域。背景技术[0002]近年来，随着太阳能发电技术的日益成熟，太阳能电池已在工业、农业和航天等诸多领域取得广泛应用。目前，根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池、化合物薄膜太阳能电池和聚合物多层修饰电极太阳能电池、有机太阳能电池和纳米晶太阳能电池。其中，硅太阳能电池发展最为成熟，在应用中占主导地位。晶体硅太阳能电池又分为单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池。相对于单晶硅太阳能电池，多晶硅电池太阳能电池制备过程较为简单，具有成本低能耗低等优点，因此多晶硅太阳能电池应用较为广泛。[0003]坩埚是多晶硅铸锭生产的必需设备。目前，多晶硅生产主要是采用石英坩埚，这是因为二氧化硅来源丰富，纯度高，而且价格低廉。使用石英坩埚生产多晶硅铸锭虽然有助于降低生产成本，但是其存在的缺陷在于硅锭在冷却时易出现开裂的问题。这主要是因为：熔融的硅可与其接触的二氧化硅反应，形成一氧化硅和氧；其中，氧可污染硅，一氧化硅具有挥发性；并且其还可与炉内的石墨部件形成碳化硅和一氧化碳，生成的一氧化碳继而可与熔融的硅反应，形成挥发性一氧化硅、碳化硅、金属痕量物质或掺杂剂的碳化物、氧化物和碳，碳可污染硅。二氧化硅与熔融硅之间的上述反应促使硅黏附在坩埚上，并且由于二氧化硅和硅这两种材料之间的热膨胀系数不一样，导致硅锭在冷却时易发生开裂。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种防粘锅断锭的硅芯方锭制造工艺，它在坩埚内硅料熔