本實用新型涉及光伏行業(yè)，具體是一種能降低氧含量的多晶鑄錠用新型石英陶瓷坩堝。

背景技術(shù)：

多晶硅晶體的制備工藝控制雜質(zhì)和缺陷的能力較弱，其含有相對較多的雜質(zhì)和缺陷，對電池效率有明顯的影響。多晶硅鑄錠過程中，石英陶瓷坩堝中大量的金屬雜質(zhì)和氧會滲透進(jìn)入硅錠。降低甚至消除金屬雜質(zhì)和氧對硅錠的污染是提高多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵之一。

石英陶瓷坩堝本體的純度較低，含有大量的金屬雜質(zhì)，會導(dǎo)致硅錠紅區(qū)長。在高溫情況下，多晶硅鑄錠爐內(nèi)主要材料之間會有以下反應(yīng)。

1. 石英陶瓷坩堝的氧進(jìn)入熔硅：

SiO₂ = Si + [O]_m

2. 石英陶瓷坩堝與硅液接觸，導(dǎo)致氧進(jìn)入熔硅：

Si（l）+SiO₂（S）= 2SiO（g）

SiO（g）+ 2C=SiC（S）+ CO（g）

CO = [C]_m + [O]_m

從上述反應(yīng)來看，多晶硅晶體中氧含量主要還是由石英陶瓷坩堝、硅液和石墨件之間的高溫反應(yīng)，產(chǎn)生大量的碳氧結(jié)合的還原性氣體，嚴(yán)重影響多晶硅晶體中的碳、氧含量。

氧在多晶硅中起的作用：1、氧在多晶硅冷卻中（350 ～ 550℃）形成熱施主和新施主，改變電子濃度；2、高氧情況，氧可能形成沉淀，且常在多晶的晶界和缺陷上；3、高氧高硼多晶硅中，可形成B - O絡(luò)合物，造成光致衰減（LID）現(xiàn)象；4、應(yīng)盡可能降低多晶硅中氧濃度，建議最好[O]< 4.7ppma。

因此，開發(fā)一種隔絕石英陶瓷坩堝和硅液的新型石英陶瓷坩堝，對多晶硅晶體中降低氧含量是非常必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是設(shè)計一種能降低氧含量的多晶鑄錠用新型石英陶瓷坩堝，解決多晶硅硅錠氧含量超標(biāo)及紅區(qū)長等問題，提高多晶硅錠的收率及電池片的轉(zhuǎn)換效率。

完成上述任務(wù)的方案是：一種能降低氧含量的多晶鑄錠用新型石英陶瓷坩堝，包括石英陶瓷坩堝本體，其特征在于在坩堝內(nèi)表面依次鋪設(shè)粘合層、隔離層、在隔離層表面再涂覆氮化硅層。這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)可以有效隔離在高溫真空條件下石英坩堝中的雜質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入硅錠，可以隔離硅液與石英坩堝，進(jìn)而降低多晶硅晶體中的紅區(qū)及氧含量，提高多晶硅錠的收率及電池片的轉(zhuǎn)換效率。

所述的石英陶瓷坩堝內(nèi)表面包括坩堝內(nèi)底部或/和內(nèi)側(cè)面。

所述的粘合層的制作方式是噴涂、刷涂、輥涂、浸涂或刮涂混合漿料，粘合層覆蓋面積為坩堝內(nèi)表面全部或局部區(qū)域。

所述的粘合層的混合漿料組成為陶瓷粉體：溶劑：無機(jī)膠：有機(jī)膠：分散劑=0-1：0-1：0-1：0-1：0-1，其中陶瓷粉體為石英粉體、硅粉和氮化硅粉中的一種或幾種，溶劑為去離子水和無水乙醇中的一種或二種，無機(jī)膠為硅溶膠或硅酯膠中的一種或二種，有機(jī)膠為聚乙烯醇類、纖維素類、聚乙二醇、糊精中的一種或幾種，分散劑為聚丙烯酸及其銨鹽、油脂類中的一種或幾種。

所述的隔離層為氮化硅陶瓷片、碳化硅陶瓷片、石英陶瓷片或石墨片。

本實用新型在石英陶瓷坩堝內(nèi)表面增加隔離層，克服了普通石英陶瓷坩堝帶來的弊端，普通石英陶瓷坩堝在高溫真空條件下，與硅液發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致晶體硅中紅區(qū)及氧含量過高，影響電池的電性能。將本實用新型的石英陶瓷坩堝與普通石英陶瓷坩堝進(jìn)行實驗對比，發(fā)現(xiàn)采用本實用新型的石英陶瓷坩堝生產(chǎn)的硅片，其氧含量降低50-90%，紅區(qū)可降低至零，硅錠收率提高2-5%。

附圖說明

圖1 為普通石英陶瓷坩堝的示意圖。

圖2 為本實用新型的具體實施例1所述新型石英陶瓷坩堝的示意圖。

圖3 為本實用新型的具體實施例2所述新型石英陶瓷坩堝的示意圖。

具體實施方式

實施例1：

一種新型石英陶瓷坩堝，包括石英陶瓷坩堝本體，坩堝內(nèi)底部中間部分區(qū)域噴涂混合漿料，混合漿料的組成是石英粉體：純水：硅溶膠：聚乙烯醇：聚丙烯酸=1：1：1：0：1，粘合層上鋪設(shè)氮化硅陶瓷片，在坩堝內(nèi)底面及氮化硅陶瓷片的表面涂覆氮化硅層。圖2為本實用新型的具體實施例1所述新型石英陶瓷坩堝的示意圖。

實施例2：

一種新型石英陶瓷坩堝，包括石英陶瓷坩堝本體，坩堝內(nèi)底部和內(nèi)側(cè)面刷涂混合漿料，混合漿料的組成是硅粉：無水乙醇：硅溶膠：羧甲基纖維素：三油酸甘油酯=1：1：0：1：0.5，粘合層上鋪設(shè)碳化硅陶瓷片，在碳化硅陶瓷片的表面涂覆氮化硅層。圖3為本實用新型的具體實施例2所述新型石英陶瓷坩堝的示意圖。

實施例3：

一種新型石英陶瓷坩堝，包括石英陶瓷坩堝本體，坩堝內(nèi)側(cè)面區(qū)域刮涂混合漿料，混合漿料的組成是氮化硅粉：純水：硅脂膠：聚乙二醇：聚甲基丙烯酸銨=0.5：0.3：0.3：0.2：0，粘合層上鋪設(shè)石英陶瓷片，在石英陶瓷片的表面涂覆氮化硅層。