坩堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及多晶硅領(lǐng)域，尤其涉及一種坩禍。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有設(shè)計(jì)的坩禍側(cè)壁大多都為平整設(shè)計(jì)，在多晶硅的長(zhǎng)晶階段，通常在側(cè)壁噴涂氮化硅后，在后續(xù)晶體生長(zhǎng)過程中，側(cè)部的晶體會(huì)形成大顆粒的枝晶晶體，其生長(zhǎng)方向多為斜向坩禍中心區(qū)域。
[0003]然而，本案的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，此種情況下，側(cè)壁生成的晶體和中心晶體的生長(zhǎng)方向相互沖突擠壓，從而使得坩禍側(cè)部區(qū)域的晶體受到的生長(zhǎng)應(yīng)力比較大，進(jìn)而造成側(cè)部晶粒的位錯(cuò)偏多。當(dāng)該硅片被制作成太陽能電池后，容易造成該硅片的轉(zhuǎn)換效率低，從而不利于能量的轉(zhuǎn)換。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種能夠減少側(cè)壁上生長(zhǎng)的晶體受到的生長(zhǎng)應(yīng)力并有利于提高生成的硅片轉(zhuǎn)化率的坩禍。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種坩禍，應(yīng)用于多晶硅鑄錠生產(chǎn)，所述坩禍包括側(cè)壁以及連接所述側(cè)壁的底壁，所述側(cè)壁上設(shè)置有凹坑結(jié)構(gòu)，所述凹坑結(jié)構(gòu)沿所述側(cè)壁高度方向設(shè)置并延伸至所述底壁。
[0006]其中，所述凹坑結(jié)構(gòu)為開設(shè)于所述側(cè)壁上的多個(gè)孔，多個(gè)所述孔均沿所述坩禍的高度方向排列設(shè)置。
[0007]其中，所述凹坑結(jié)構(gòu)為開設(shè)于所述側(cè)壁上的多個(gè)斜孔，并且多個(gè)所述斜孔的中心均與所述坩禍的底壁成一預(yù)設(shè)傾斜角度。
[0008]其中，所述側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)顆粒，所述多個(gè)顆粒與所述側(cè)壁形成所述凹坑結(jié)構(gòu)。
[0009]其中，所述凹坑結(jié)構(gòu)為圓孔或錐形孔。
[0010]其中，所述凹坑結(jié)構(gòu)的孔徑為2-10mm。
[0011]其中，所述凹坑結(jié)構(gòu)的深度均為2-20mm。
[0012]其中，所述預(yù)設(shè)傾斜角度的范圍為0-60°。
[0013]其中，所述顆粒為石英顆粒。
[0014]其中，所述坩禍為方形坩禍，所述坩禍的側(cè)壁上還涂覆一層氮化硅涂層。
[0015]本實(shí)用新型提供的坩禍通過在所述坩禍的側(cè)壁上設(shè)置凹坑結(jié)構(gòu)，從而替代了現(xiàn)有的采用側(cè)壁平整的設(shè)計(jì)，當(dāng)在多晶硅的長(zhǎng)晶階段時(shí)，側(cè)壁上生長(zhǎng)的晶體由于多個(gè)凹坑結(jié)構(gòu)的作用，能夠在坩禍側(cè)壁上形成小晶粒，從而能夠使得晶體的生長(zhǎng)方向與中心生長(zhǎng)的晶體的生長(zhǎng)方向一致，同時(shí)由于小晶粒相對(duì)于原有的大晶粒的生長(zhǎng)應(yīng)力小，因而能夠釋放一定的生長(zhǎng)應(yīng)力，從而使得作用在側(cè)壁晶體上的生長(zhǎng)應(yīng)力減少，有利于側(cè)壁晶體的生長(zhǎng)，并能夠減少生長(zhǎng)成的晶體的位錯(cuò)，故而能夠提尚晶體的生長(zhǎng)質(zhì)量，同時(shí)能夠進(jìn)一步提尚后續(xù)娃片的轉(zhuǎn)化率。本實(shí)用新型提供的坩禍具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的坩禍的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0019]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的一種坩禍100，應(yīng)用于多晶硅鑄錠生產(chǎn)，所述坩禍100包括側(cè)壁10和連接于所述側(cè)壁的底壁20，所述側(cè)壁10上設(shè)置有凹坑結(jié)構(gòu)11。
[0020]本實(shí)施例中，所述坩禍100的材質(zhì)為石英砂，以保證其堅(jiān)硬、耐磨性及耐熱性，使得在加熱時(shí)，所述坩禍100的化學(xué)性能不會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，所述坩禍100的材質(zhì)也可為粘土、瓷土或石墨等。
[0021]本實(shí)施例中，為了便于晶體的生長(zhǎng)，所述坩禍100為方形坩禍。所述坩禍100包括四個(gè)所述側(cè)壁10，四個(gè)所述側(cè)壁10上設(shè)置有所述凹坑結(jié)構(gòu)11。可以理解的是，在其他實(shí)施例中，所述坩禍100還可為圓形坩禍或U形坩禍等。
[0022]本實(shí)施例中，為了進(jìn)一步的改進(jìn)，各所述側(cè)壁10上均涂覆一層氮化硅涂層，以進(jìn)一步增強(qiáng)所述側(cè)壁10的硬度、耐高溫性能以及耐磨性能。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，各所述側(cè)壁10上也可涂覆陶瓷涂層。
[0023]多個(gè)所述孔11均沿所述坩禍100的高度方向排列設(shè)置。本實(shí)施例中，多個(gè)所述凹坑結(jié)構(gòu)11均設(shè)置于相對(duì)設(shè)置的兩所述側(cè)壁10上并延伸至所述底壁20上。
[0024]—種實(shí)施方式中，所述凹坑結(jié)構(gòu)11為開設(shè)于所述側(cè)壁10上的多個(gè)孔，并且多個(gè)孔均沿所述坩禍100的高度方向排列設(shè)置。
[0025]另一種實(shí)施方式中，所述凹坑結(jié)構(gòu)11可為開設(shè)于所述側(cè)壁10上的多個(gè)斜孔，并且多個(gè)所述斜孔的中心均與所述坩禍100的底壁成一預(yù)設(shè)傾斜角度。
[0026]具體地，所述凹坑結(jié)構(gòu)11可為圓孔或者錐形孔。當(dāng)所述凹坑結(jié)構(gòu)11為圓孔時(shí)，所述凹坑結(jié)構(gòu)11的孔徑范圍為2?10m，并且所述凹坑結(jié)構(gòu)11的深度均為2?20mm，從而能夠便于所述側(cè)壁10上的晶體生長(zhǎng)，減少其受到的生長(zhǎng)應(yīng)力?？梢岳斫獾氖?，在其他實(shí)施例中，所述凹坑結(jié)構(gòu)11的孔徑范圍以及其深度還可根據(jù)所述坩禍100的寬度選擇調(diào)整。
[0027]進(jìn)一步地，當(dāng)所述凹坑結(jié)構(gòu)11為錐形孔時(shí)，所述凹坑結(jié)構(gòu)11的孔徑范圍為2?10m，并且所述凹坑結(jié)構(gòu)11的深度均為2?20mm。所述預(yù)設(shè)傾斜角度的范圍為0-60°。優(yōu)選地，當(dāng)選擇所述凹坑結(jié)構(gòu)11的孔徑大小為3mm，深度為8mm，并且所述預(yù)設(shè)傾斜角度為45°時(shí)，采用所述坩禍100在多晶鑄錠爐上定向凝固鑄錠，得到的硅錠側(cè)部邊皮的晶體形核，并和側(cè)壁為平整的坩禍對(duì)比，可以得到，采用本實(shí)施例中的所述坩禍100的方案，所述側(cè)壁10上生長(zhǎng)的晶粒更細(xì)小，其尺寸大于約為2mm?Icm左右，同時(shí)所述側(cè)壁10上生長(zhǎng)的籽晶晶體的生長(zhǎng)方向與所述坩禍100的中心角度偏差較小，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通坩禍，因此采用本實(shí)施例的所述坩禍100，所述側(cè)壁10上生長(zhǎng)的所述晶粒向內(nèi)生長(zhǎng)的距離小于現(xiàn)有設(shè)計(jì)中側(cè)壁為平整的坩禍。此外，通過光致發(fā)光控制系統(tǒng)(PL)測(cè)試，采用本實(shí)施例的所述坩禍100的側(cè)壁10上生長(zhǎng)的硅片位錯(cuò)少于采用側(cè)壁為平整設(shè)計(jì)坩禍的，并且在后續(xù)的硅片轉(zhuǎn)換效率中，其效率能夠提高0.1-0.3%，因此采用本實(shí)施例中的坩禍100能夠有效地減少硅片的位錯(cuò)，并提高起轉(zhuǎn)換效率。
[0028]此外，在另一種實(shí)施方式中，所述側(cè)壁10上設(shè)置有多個(gè)顆粒(圖中未標(biāo)識(shí))，所述多個(gè)顆粒與所述側(cè)壁10形成所述凹坑結(jié)構(gòu)11。具體地，所述多個(gè)顆?？蔀閲娡坑谒鰝?cè)壁10上的石英顆粒，并且所述多個(gè)顆?？蔀椴灰?guī)則噴涂于所述側(cè)壁10上，以使得形成的所述凹坑結(jié)構(gòu)11為不規(guī)則結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到使得所述側(cè)壁10具有坑坑洼洼的效果，進(jìn)而使得在長(zhǎng)晶時(shí)，能夠在所述凹坑結(jié)構(gòu)11內(nèi)形成小晶粒，即在所述側(cè)壁10上形成小晶粒，并使得晶體的生長(zhǎng)方向與中心生長(zhǎng)的晶體的生長(zhǎng)方向一致，通過側(cè)壁10上的小晶粒的晶界能夠釋放一定的生長(zhǎng)應(yīng)力，故而能夠減少作用在所述側(cè)壁10晶體上的生長(zhǎng)應(yīng)力，有利于所述晶體的生長(zhǎng)。
[0029]為了進(jìn)一步的改進(jìn)，本實(shí)施例中，所述坩禍100的側(cè)壁10外均設(shè)有護(hù)板(圖中未標(biāo)識(shí))，并且各所述護(hù)板的材質(zhì)均為石墨，以滿足所述坩禍100的耐磨耐高溫性。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，所述護(hù)板的材質(zhì)也可為其他耐高溫材料，如陶瓷。
[0030]此外，為了進(jìn)一步的改進(jìn)，所述坩禍100的頂部還可覆蓋一蓋板(圖中未標(biāo)識(shí))，并且所述蓋板的材質(zhì)為高強(qiáng)碳碳纖維，以保證其耐高溫及耐磨性。所述蓋板用于封閉所述坩禍100的開口端，以便于在進(jìn)行加熱時(shí)，熱量不易從開口端散發(fā)的同時(shí)，雜質(zhì)不易從開口處進(jìn)入，從而使得熱量集中于所述坩禍100內(nèi)部，并進(jìn)一步提高鑄錠質(zhì)量。
[0031]本實(shí)用新型提供的坩禍通過在所述坩禍的側(cè)壁上設(shè)置凹坑結(jié)構(gòu)，從而替代了現(xiàn)有的采用側(cè)壁平整的設(shè)計(jì)，當(dāng)在多晶硅的長(zhǎng)晶階段時(shí)，側(cè)壁上生長(zhǎng)的晶體由于多個(gè)凹坑結(jié)構(gòu)的作用，能夠在坩禍側(cè)壁上形成小晶粒，從而能夠使得晶體的生長(zhǎng)方向與中心生長(zhǎng)的晶體的生長(zhǎng)方向一致，同時(shí)由于小晶粒相對(duì)于原有的大晶粒的生長(zhǎng)應(yīng)力小，因而能夠釋放一定的生長(zhǎng)應(yīng)力，從而使得作用在側(cè)壁晶體上的生長(zhǎng)應(yīng)力減少，有利于側(cè)壁晶體的生長(zhǎng)，并能夠減少生長(zhǎng)成的晶體的位錯(cuò)，故而能夠提尚晶體的生長(zhǎng)質(zhì)量，同時(shí)能夠進(jìn)一步提尚后續(xù)娃片的轉(zhuǎn)化率。本實(shí)用新型提供的坩禍具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造的優(yōu)點(diǎn)。
[0032]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種坩禍，應(yīng)用于多晶硅鑄錠生產(chǎn)，其特征在于，所述坩禍包括側(cè)壁以及連接所述側(cè)壁的底壁，所述側(cè)壁上設(shè)置有凹坑結(jié)構(gòu)，所述凹坑結(jié)構(gòu)沿所述側(cè)壁高度方向設(shè)置并延伸至所述底壁。2.如權(quán)利要求1所述的坩禍，其特征在于，所述凹坑結(jié)構(gòu)為開設(shè)于所述側(cè)壁上的多個(gè)孔，多個(gè)所述孔均沿所述坩禍的高度方向排列設(shè)置。3.如權(quán)利要求1或2所述的坩禍，其特征在于，所述凹坑結(jié)構(gòu)為開設(shè)于所述側(cè)壁上的多個(gè)斜孔，并且多個(gè)所述斜孔的中心均與所述坩禍的底壁成一預(yù)設(shè)傾斜角度。4.如權(quán)利要求1所述的坩禍，其特征在于，所述側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)顆粒，所述多個(gè)顆粒與所述側(cè)壁形成所述凹坑結(jié)構(gòu)。5.如權(quán)利要求3所述的坩禍，其特征在于，所述凹坑結(jié)構(gòu)為圓孔或錐形孔。6.如權(quán)利要求5所述的坩禍，其特征在于，所述凹坑結(jié)構(gòu)的孔徑為2-10mm。7.如權(quán)利要求5所述的坩禍，其特征在于，所述凹坑結(jié)構(gòu)的深度均為2-20_。8.如權(quán)利要求3所述的坩禍，其特征在于，所述預(yù)設(shè)傾斜角度的范圍為0-60°。9.如權(quán)利要求4所述的坩禍，其特征在于，所述顆粒為石英顆粒。10.如權(quán)利要求1所述的坩禍，其特征在于，所述坩禍為方形坩禍，所述坩禍的側(cè)壁上還涂覆一層氮化硅涂層。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種坩堝，應(yīng)用于多晶硅鑄錠生產(chǎn)，坩堝包括側(cè)壁及連接側(cè)壁的底壁，側(cè)壁上設(shè)凹坑結(jié)構(gòu)，凹坑結(jié)構(gòu)沿側(cè)壁高度方向設(shè)置并延伸至底壁。本實(shí)用新型提供的坩堝通過在坩堝的側(cè)壁上設(shè)置凹坑結(jié)構(gòu)，從而替代了現(xiàn)有的采用側(cè)壁平整的設(shè)計(jì)，當(dāng)在多晶硅的長(zhǎng)晶階段時(shí)，側(cè)壁上生長(zhǎng)的晶體由于多個(gè)凹坑結(jié)構(gòu)的作用，能夠在坩堝側(cè)壁上形成小晶粒，從而能夠使得晶體的生長(zhǎng)方向與中心生長(zhǎng)的晶體的生長(zhǎng)方向一致，同時(shí)由于小晶粒相對(duì)于原有的大晶粒的生長(zhǎng)應(yīng)力小，因而能夠釋放一定的生長(zhǎng)應(yīng)力，使得作用在側(cè)壁晶體上的生長(zhǎng)應(yīng)力減少，有利于側(cè)壁晶體的生長(zhǎng)，并能夠減少生長(zhǎng)成的晶體的位錯(cuò)，故而能夠提高晶體的生長(zhǎng)質(zhì)量，同時(shí)能夠進(jìn)一步提高后續(xù)硅片的轉(zhuǎn)化率。
【IPC分類】C30B28/06, C30B29/06
【公開號(hào)】CN204752904
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520463639
【發(fā)明人】何亮, 胡動(dòng)力, 雷琦, 羅鴻志
【申請(qǐng)人】江西賽維Ldk太陽能高科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日