一种多晶硅铸锭用坩埚及其制备方法.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CN108301041A(43)申请公布日2018.07.20(21)申请号201810397451.1(22)申请日2018.04.28(71)申请人烟台同立高科新材料股份有限公司地址264000山东省烟台市福山区英特尔大道20号(72)发明人龙立华付阔穆荣升许丽丽吴允辉郭大为(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212代理人谈杰(51)Int.Cl.C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种多晶硅铸锭用坩埚及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种多晶硅铸锭用坩埚及其制备方法，包含熔融石英和导热助剂，所述导热助剂为碳化硅、氧化铝中的一种或二者的复配，所述熔融石英与导热助剂的重量比为(1～3)：1。本发明的有益效果是：本发明提供的坩埚具有良好的导热性能，与现有市场上的熔融石英坩埚相比，热导率提升了40％以上，不但改善了长晶的品质，而且缩短了长晶周期，大幅提高了铸锭炉的铸锭产能。CN108301041ACN108301041A权利要求书1/1页1.一种多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于，包含熔融石英和导热助剂，所述导热助剂为碳化硅、氧化铝中的一种或二者的复配，所述熔融石英与导热助剂的重量比为(1～3)：1。2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭用坩埚，其特征在于，所述熔融石英的杂质含量控制如下：氧化铁<40ppm，氧化铝<1000ppm，碱金属含量<50ppm；所述碳化硅的杂质含量控制如下：氧化铁<40ppm，碱金属含量<50ppm；所述氧化铝的杂质含量控制如下：氧化铁<40ppm，碱金属含量<50ppm。3.一种权利要求1或2所述的多晶硅铸锭用坩埚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)以粒度在500μm以内的熔融石英砂为原料，向原料中加入导热助剂，所述导热助剂为碳化硅、氧化铝中的一种或二者的复配，所述熔融石英与导热助剂的重量比为(1～3)：1，后采用注凝成型工艺获得坩埚生坯，干燥；2)将干燥后的生坯置于1000～1400℃的环境下烧结10～56小时，即得。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述注凝成型工艺采用的是丙烯酰胺凝胶体系。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述熔融石英砂为纯度在99.9％以上的不同粒度的石英粉料的混合物。2CN108301041A说明书1/3页一种多晶硅铸锭用坩埚及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种坩埚及其制备方法，尤其涉及一种多晶硅铸锭用坩埚及其制备方法，属于太阳能光伏技术领域。背景技术[0002]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。[0003]现有通常使用的多晶硅铸锭坩埚为纯度为99.9％的熔融石英坩埚，熔融石英是高纯硅石经过高温熔融后急冷获得的高粘度二氧化硅玻璃，是一种高能非晶态物质，其具有热膨胀系数小、电导热性能低、抗热震性好等特点，同时，以熔融石英颗粒为主要原料制备的熔融石英陶瓷坩埚因存在有大量的熔融石英颗粒间的微小孔隙，可避免或减少熔融石英晶化过程中体积效应所致的表面张应力裂纹扩展的危害，进一步提高了材料的使用安全性。[0004]但是，现有的熔融石英坩埚有一个显著的缺点：石英的导热性很差，多晶硅铸锭过程中硅料加热很困难，长晶过程散热慢且竖向温度梯度难以拉起，加大了铸锭过程中温度梯度控制的难度，不利于硅晶体的定向生长，从而影响硅锭的长晶质量最终影响电池效率，因而如何提高石英坩埚导热性是需要解决该问题的关键。发明内容[0005]本发明针对现有的多晶硅铸锭用熔融石英坩埚存在的不足，提供一种多晶硅铸锭用坩埚及其制备方法。[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：[0007]一种多晶硅铸锭用坩埚，包含熔融石英和导热助剂，所述导热助剂为碳化硅、氧化铝中的一种或二者的复配，所述熔融石英与导热助剂的重量比为(1～3)：1。[0008]进一步，所述熔融石英的杂质含量控制如下：氧化铁<40ppm，氧化铝<1000ppm，碱金属含量<50ppm；所述碳化硅的杂质含量控制如下：氧化铁<40ppm，碱金属含量<50ppm；所述氧化铝的杂质含量控制如下：氧化铁<40ppm，碱金属含量<50ppm。[0009]本发明还要求保护上述多晶硅铸锭用坩埚的制备方法，包括如下步骤：[0010]1)以粒度在500μm以内的熔融石英砂为原料，向原料中加入导热助剂，所述导热助剂为碳化硅、氧化