專利名稱：一種盛裝硅料用的組合式坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能光伏領(lǐng)域的一種硅晶體鑄錠用裝置，特別涉及一種盛裝硅料用的組合式坩堝。
背景技術(shù)：
在硅晶體鑄錠的工藝中，石英坩堝被用來盛裝硅料，硅料在石英坩堝中完成熔化、 凝固長(zhǎng)晶的全過程。坩堝中所裝的硅料量由于硅料的形狀，體積等原因達(dá)不到實(shí)體硅充滿整個(gè)坩堝所應(yīng)有的重量。實(shí)際所裝量和最大可容量的比值被稱為填充因子。隨著硅料形狀，體積的不同，這個(gè)填充因子在目前多晶硅生產(chǎn)中可達(dá)到30%到70%，在大部分情況下是60%左右。以目前使用較多的美國GT太陽能公司(GT Solar Technologies, Inc.)的 DSS系列多晶硅定向鑄錠爐為例，當(dāng)其使用的坩堝內(nèi)尺寸為69cmX 69cmX 42cm，將硅料堆起來裝，一般可裝270公斤左右。長(zhǎng)出的鑄錠尺寸69CmX69CmX25Cm，填充因子是60%左右ο由于尺寸更高的晶體硅錠在切割成硅塊和硅片時(shí)候產(chǎn)生的邊腳料相對(duì)較少，其使用效率更高。努力獲得尺寸更高、重量更大的硅錠是非常有意義的。提高裝料量可以減少單位硅片的能耗，坩堝消耗，提高硅錠的可利用率。為了降低硅晶體鑄錠成本，每個(gè)坩堝需要裝更多的硅料，鑄造更高的硅錠，采用高度更高的坩堝是較理想的方案。但是由于坩堝制備技術(shù)的限制，制造高度更高的坩堝合格率低，導(dǎo)致制備高坩堝的成本高。所以尋求一種制備成本低，能夠填裝更多硅料的高坩堝對(duì)于降低高坩堝制備成本是非常有意義的。目前GT公司的多晶硅定向凝固鑄造爐當(dāng)使用69CmX69CmX42Cm坩堝時(shí)，可以得到多晶硅硅錠重250-300Kg，其外形尺寸在長(zhǎng)69cmX寬69cmX高24_27cm。坩堝可利用空間不足60%，坩堝利用率低。中國專利申請(qǐng)?zhí)?01010117269. X公開的是一種石墨材料制成的防漏硅裝置。該裝置在石英坩堝外，利用石墨護(hù)板制作成上下石墨坩堝來支撐石英坩堝。其目的是防止硅液漏流同時(shí)解決大尺寸石墨材料難以一次性加工成型的問題，轉(zhuǎn)而采用上下兩節(jié)的方式得到與“大尺寸的石英材料的硅晶體用的坩堝”配套的石墨護(hù)板。其使用場(chǎng)合在于支撐石英坩堝，而不是直接盛裝硅料。其采用上下節(jié)的方式的目的在于取錠方便。由于其下坩堝采用石墨漿涂抹在石墨板縫隙及螺栓處，經(jīng)過高溫鑄錠后，下坩堝燒結(jié)成一體式坩堝。此時(shí)硅錠在石英坩堝內(nèi)，如果下坩堝很高，則錠很難取出。201010117269. X采用了將石墨護(hù)板分成兩截的方案，取錠時(shí)先將上坩堝取出，再用倒坩堝裝置將錠倒出來，上下兩截的方案有利于錠的取出。201010117269. X未公開“采用上下兩節(jié)方式，石英材料制成的直接盛裝硅料的坩堝”技術(shù)內(nèi)容。201010117269. X公開的是一種石墨材料的坩堝的各個(gè)石墨板之間的連接方式是碳纖維螺釘，且下石墨坩堝各石墨板交接處敷上石墨漿，最后燒制成整體式的下坩堝。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提出了一種低成本的組合式高坩堝，解決了高石英坩堝制備成本高的技術(shù)問題。本實(shí)用新型解決的另一個(gè)技術(shù)問題是很好地解決了現(xiàn)有石英坩堝利用率低的技術(shù)問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中包括上罩，下坩堝，上罩疊放在下坩堝的正上方，其中上罩由上側(cè)壁圍繞組成，下坩堝包括下側(cè)壁與底板，下側(cè)壁圍繞分布在底板的四周，上側(cè)壁、下側(cè)壁與底板共同圍成一個(gè)可放置物料的空腔。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中上罩與下坩堝之間涂抹粘接劑。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中上罩與下坩堝的高度比范圍在0.01 1-1 1。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中上罩與下坩堝的高度比范圍在0. 1 1-1 :1。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中下坩堝是由石英材料制成的。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中上罩是由石英材料制成的，可以用坩堝次品切割后得到。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中上罩是由石墨、氮化硅、碳化硅或氮化硼材料制成的，可以進(jìn)行重復(fù)利用。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中下坩堝的下側(cè)壁與底板之間，下側(cè)壁之間的連接是一體式無縫連接。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中上罩的上側(cè)壁之間的連接是一體式無縫連接。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中上罩的上側(cè)壁之間采用相互配合的螺釘螺孔固定方式連接。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中上罩的上側(cè)壁之間采用相互配合的槽榫固定方式連接。一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其中粘接劑可以為硅溶膠與氮化硅的混合。201010117269. X公開的是一種石墨材料的坩堝的各個(gè)石墨板之間的連接方式是碳纖維螺釘，且下石墨坩堝各石墨板交接處敷上石墨漿，最后燒制成整體式的下坩堝。二者的主要區(qū)別如下表1
權(quán)利要求1.一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其特征在于包括上罩(1)，下坩堝(2)，上罩(1)疊放在下坩堝(2)的正上方，其中上罩(1)由上側(cè)壁(3)圍繞組成，下坩堝(2)包括下側(cè)壁(4)與底板(5)，下側(cè)壁(4)圍繞分布在底板的四周，上側(cè)壁(3)、下側(cè)壁 (4)與底板(5)共同圍成一個(gè)可放置物料的空腔。
2.如權(quán)利要求1所述的一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其特征在于上罩(1)與下坩堝 (2)之間涂抹粘接劑(9)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其特征在于上罩(1)與下坩堝(2)的高度比范圍在0.011-1 :1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其特征在于下坩堝(2)的下側(cè)壁(4)與底板(5)之間，下側(cè)壁(4)之間的連接是一體式無縫連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其特征在于上罩(1)的上側(cè)壁(3)之間的連接是一體式無縫連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其特征在于上罩(1)的上側(cè)壁 (3)之間采用相互配合的螺釘螺孔固定方式連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種盛裝硅料用的組合式坩堝，其特征在于上罩(1)的上側(cè)壁 (3)之間采用相互配合的槽榫固定方式連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及太陽能光伏領(lǐng)域的一種硅晶體鑄錠用裝置，特別涉及一種盛裝硅料用的組合式坩堝，很好地解決了現(xiàn)有石英坩堝利用率低的技術(shù)問題，其特征在于包括上罩1，下坩堝2，上罩1疊放在下坩堝2的正上方，其中上罩1由上側(cè)壁3圍繞組成，下坩堝2包括下側(cè)壁4與底板5，下側(cè)壁4圍繞分布在底板的四周，上側(cè)壁3、下側(cè)壁4與底板5共同圍成一個(gè)可放置物料的空腔。這樣可以實(shí)現(xiàn)填裝更多的硅料，在硅料熔化后變成硅液，硅液降至下坩堝口部平面以下，提高了下坩堝的填充因子，即提高了下坩堝的利用率，使得單爐單位時(shí)間的產(chǎn)出量得到提高，從而獲得尺寸更高、重量更大的硅錠，提高了硅料的利用率。
文檔編號(hào)C30B29/06GK202017070SQ20112003190
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者張濤, 胡動(dòng)力, 鐘德京 申請(qǐng)人:江西賽維Ldk太陽能高科技有限公司