一種利于多晶半熔工藝提效的坩堝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利于多晶半熔工藝提效的坩堝，具體為將坩堝底部圓弧角處厚度加大至25?60 mm，坩堝底部中間掏空處厚度減薄至5?25mm,其它部位厚度在20?60mm之間，坩堝底部中間掏空處用加工好的石墨件或者其它導熱材料填充。此種外型坩堝一方面使得熔化階段加熱器對邊緣籽晶的熱輻射減少，晶體全部沿著底部籽晶形核達到徹底同質(zhì)形核的目的，降低邊緣晶棒的低效比例，晶錠整錠效率可提升0.05%?0.2%，且效率分布更集中；另一方面底部厚度減薄使得DS塊散熱更充分，適當加快長晶，鑄錠用時可縮短2?4小時，鑄錠能耗降低10?25%。
【專利說明】
一種利于多晶半熔工藝提效的坩堝
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種特殊形狀坩堝，尤其涉及多晶鑄錠半熔工藝使用。
【背景技術】
[0002] 多晶鑄錠工藝隨著工藝技術的改進革新，目前比較穩(wěn)定存在全熔與半熔兩大工 藝，相比半熔工藝，全熔工藝有成本的優(yōu)勢，效率也在不斷增加，但平均轉(zhuǎn)換效率與半熔工 藝比還存在微弱的差距，因此行業(yè)內(nèi)使用半熔工藝仍然為多數(shù)。半熔工藝一般都采取在多 晶坩堝底部鋪一定重量的碎硅料或其它形狀小尺寸硅料來達到同質(zhì)形核的目的，優(yōu)勢在于 效率較全熔略高，若鑄錠爐熱場不均，表現(xiàn)在坩堝邊緣溫度過高時，會使得晶錠在長晶時固 液界面過凸，在一定剩余籽晶情況下，邊緣籽晶較容易熔化。行業(yè)內(nèi)采取各種辦法，比如在 護板邊緣增加石墨軟氈、石墨硬氈，或者在護板與坩堝間增加石墨軟氈，DS塊邊緣、隔熱籠 底部增加多孔石墨材料等方法在一定程度上可防止邊緣籽晶被熔化，但容易導致爐腔內(nèi)碳 含量或者其它雜質(zhì)的引入，也增加了生產(chǎn)的勞動力，如何改善此類情況，設計一種特殊規(guī)格 的坩堝將有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的主要技術問題有:一，設計坩堝底部圓弧角，目的加大圓弧角或 將底部拐角處坩堝厚度增加;二，保證拐角處圓弧角圓潤，過度平滑;三，坩堝底部減薄后強 度會下降，必須保證坩堝底部強度與平整度達要求避免坩堝底部開裂引發(fā)溢流。
[0004] 本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是:一種利于多晶半熔工藝提效的坩堝， 坩堝底部拐角處厚度從常用的22-30mm增加至25-60mm。
[0005] 更進一步地，將坩堝底部中間處厚度減薄至原有的50-90%，底部其他位置厚度保 持不變，呈掏空狀，從坩堝外底部由下而上掏空； 掏空處占坩堝底部面積的百分數(shù)5-95%; 所述利于多晶半熔工藝提效的坩堝，坩堝底部中間處厚度控制在5_25mm。
[0006] 所述利于多晶半熔工藝提效的坩堝，坩堝底部成掏空狀態(tài)，陶空處底部厚度在5-25mm之間，其它部位底部厚度在20-60mm之間。
[0007] 所述利于多晶半熔工藝提效的坩堝，坩堝底部掏空處用石墨材料或者其它在氬氣 氣氛、溫度1400°C以上情況下不與坩堝發(fā)生反應的導熱材料填充。
[0008] 所述的一種利于多晶半熔工藝提效的坩堝，其底部用的填充材料可為正方體或者 其它任何可與坩堝底部吻合的形狀； 所述的一種利于多晶半熔工藝提效的坩堝，其底部用的填充材料厚度控制在0_20mm之 間。
[0009] -種利于多晶半熔工藝提效的坩堝制備方法，包括以下步驟： 步驟一:修正坩堝模具，將坩堝底部拐角處厚度設定在25-60mm; 步驟二:將坩堝底部掏空處厚度設定為5-25mm; 步驟三:選取多晶鑄錠用石墨件材料加工成與坩堝底部吻合的形狀，使得坩堝底部整 體平齊。
[0010]本發(fā)明的有益技術效果為:坩堝底部拐角處厚度從常用的22-30mm增加至25-60mm 使得熔化階段加熱器對邊緣籽晶的熱輻射減少，晶體全部沿著底部籽晶形核達到徹底同質(zhì) 形核的目的，降低邊緣晶棒的低效比例，晶錠整錠效率可提升〇. 〇5%-〇. 2%，且效率分布更集 中；另一方面底部厚度減薄使得DS塊散熱更充分，適當加快長晶，鑄錠用時可縮短2-4小時， 鑄錠能耗降低10-25%。
【附圖說明】
[0011] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0012] 圖1本發(fā)明石英坩堝結(jié)構(gòu)示意圖（一）； 圖2本發(fā)明石英坩堝結(jié)構(gòu)示意圖（二）； 圖3所示為正常坩堝出錠后晶錠尾部晶花； 圖4所示為新型坩堝出錠后晶錠尾部晶花。
【具體實施方式】
[0013] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實例對本發(fā)明提供的石英坩堝進行描述，本發(fā) 明的保護范圍不受以下實施例的限制。 實施例
[0014] 將坩堝底部圓弧角厚度設定為30 mm，坩堝底部掏空處厚度設定為18mm，其它部位 厚度設定在25 mm，鑄錠周期縮短3小時，邊緣籽晶保留90%，效率與產(chǎn)線一致;各實施例對應 坩堝參數(shù)如下表所示。
【主權(quán)項】
1. 一種利于多晶半熔工藝提效的坩堝，其特征在于坩堝底部圓弧角處不同程度加厚， 坩堝底部厚度較正常坩堝明顯偏薄。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利于多晶半熔工藝提效的坩堝，其特征在于坩堝底部圓弧角 厚度加大至25_60mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利于多晶半熔工藝提效的坩堝，其特征在于坩堝底部成掏空 狀，掏空處底部厚度在5-25_之間，掏空處占坩堝底部面積的百分數(shù)5-95%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利2所述的利于多晶半熔工藝提效的坩堝，其特征在于坩堝底部 用石墨材料或者其它在氬氣氣氛、溫度1400°C以上情況下不與坩堝發(fā)生反應的導熱材料填 充。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利于多晶半熔工藝提效的坩堝，其底部用的填充材料與坩堝 底部的形狀吻合。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利于多晶半熔工藝提效的坩堝，其特征在于其底部用的填充 材料厚度控制在0-20mm之間。7. -種如權(quán)利要求1-6中任一項權(quán)利要求書所述的利于多晶半熔工藝提效的坩堝制備 方法，包括以下步驟： 步驟一:修正坩堝模具，將坩堝底部內(nèi)圓弧角厚度在25-60mm; 步驟二:將坩堝底部厚度設定為5-60mm，掏空處底部厚度在5-25mm之間，其它部位底部 厚度在20-60mm之間； 步驟三:選取多晶鑄錠用石墨件材料加工成與坩堝底部吻合的形狀，使得坩堝底部整 體平齊。
【文檔編號】C30B29/06GK106087049SQ201610758343
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月30日
【發(fā)明人】張福軍, 汪興華
【申請人】常熟華融太陽能新型材料有限公司