一種多晶鑄錠系統的製作方法

2023-12-10 11:43:02 1

本發明屬於光伏設備製造技術領域，特別是涉及一種多晶鑄錠系統。

背景技術：

太陽電池作為綠色能源在市場上逐漸發展，光伏行業在近年也有其發展優勢。其中以高產、低價的定向凝固法為主的多晶矽鑄錠，其矽片以其低成本的優勢佔據了絕大多數的光伏市場。但是影響多晶矽太陽電池的轉換效率的主要因素是矽片中存在的大量位錯、晶界等缺陷、以及氧碳等雜質。其中氧雜質是多晶矽中主要的非金屬雜質之一，矽中孤立、分散的氧形成電中性的缺陷中心，主要處於晶格間的空隙位置，呈現過飽和狀態，因此，多晶矽中氧雜質行為的認識及控制對實現低成本、高效率的多晶矽太陽電池具有重要意義，然後現有技術中對氧的控制並不夠充分。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供了一種多晶鑄錠系統，能夠改善氧分布均勻性，並控制其含量，提高電池片的轉換效率，降低多晶矽片中的光衰比例。

本發明提供的一種多晶鑄錠系統，包括坩堝，所述坩堝的外圍非接觸式的設置有護板，所述坩堝的內壁刷塗有第一預設厚度的第一氮化矽塗層，所述第一氮化矽塗層的表面噴塗有第二預設厚度的第二氮化矽塗層。

優選的，在上述多晶鑄錠系統中，所述護板的面向所述坩堝的一面設置有用於隔絕所述護板和所述坩堝的隔板。

優選的，在上述多晶鑄錠系統中，所述護板的頂邊開設有用於阻止爐體中的雜質進入矽液中的凹槽。

優選的，在上述多晶鑄錠系統中，所述第一預設厚度的範圍為0.07毫米至0.10毫米。

優選的，在上述多晶鑄錠系統中，所述第二預設厚度的範圍為0.35毫米至0.40毫米。

優選的，在上述多晶鑄錠系統中，所述隔板為鉬板或鎢板。

優選的，在上述多晶鑄錠系統中，所述凹槽的深度範圍為40毫米至45毫米。

優選的，在上述多晶鑄錠系統中，所述隔板的厚度範圍為0.30毫米至0.40毫米。

優選的，在上述多晶鑄錠系統中，所述護板為石墨護板。

通過上述描述可知，本發明提供的上述多晶鑄錠系統，由於包括坩堝，所述坩堝的外圍非接觸式的設置有護板，所述坩堝的內壁刷塗有第一預設厚度的第一氮化矽塗層，所述第一氮化矽塗層的表面噴塗有第二預設厚度的第二氮化矽塗層，因此能夠改善氧分布均勻性，並控制其含量，提高電池片的轉換效率，降低多晶矽片中的光衰比例。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的第一種多晶鑄錠系統的坩堝示意圖；

圖2為本申請實施例提供的第三種多晶鑄錠系統的護板的示意圖。

具體實施方式

本發明的核心思想在於提供一種多晶鑄錠系統，能夠改善氧分布均勻性及，並控制其含量，提高電池片的轉換效率，降低多晶矽片中的光衰比例。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本申請實施例提供的第一種多晶鑄錠系統如圖1所示，圖1為本申請實施例提供的第一種多晶鑄錠系統的坩堝示意圖，該系統包括坩堝，所述坩堝1的外圍非接觸式的設置有護板，該圖中左側為坩堝的整體示意，而右側為圓圈位置的放大圖，所述坩堝1的內壁刷塗有第一預設厚度的第一氮化矽塗層101，所述第一氮化矽塗層101的表面噴塗有第二預設厚度的第二氮化矽塗層102。

需要說明的是，現有技術中，坩堝噴塗前，內壁不做全部刷塗處理，在坩堝內壁直接噴塗一層氮化矽塗層，而本實施例中，先刷塗一層氮化矽塗層再噴塗一層氮化矽塗層，就能夠增加塗層緻密性程度，有效控制多晶矽中氧含量。

通過上述描述可知，本申請實施例提供的上述第一種多晶鑄錠系統，由於包括坩堝，所述坩堝的外圍非接觸式的設置有護板，所述坩堝的內壁刷塗有第一預設厚度的第一氮化矽塗層，所述第一氮化矽塗層的表面噴塗有第二預設厚度的第二氮化矽塗層，因此能夠改善氧分布均勻性，並控制其含量，提高電池片的轉換效率，降低多晶矽片中的光衰比例。

本申請實施例提供的第二種多晶鑄錠系統，是在上述第一種多晶鑄錠系統的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述護板的面向所述坩堝的一面設置有用於隔絕所述護板和所述坩堝的隔板。

需要說明的是，所述隔板要具有沸點高、高溫強度好、熱傳導率大和熱膨脹係數小的特點，避免坩堝和護板直接接觸，減小鑄錠過程中兩者的反應，避免反應產生的CO氣體通過內部氣流進入矽液中，極易被熔矽吸收，而引入碳氧雜質。

本申請實施例提供的第三種多晶鑄錠系統，是在上述第一種多晶鑄錠系統的基礎上，還包括如下技術特徵：

參考圖2，圖2為本申請實施例提供的第三種多晶鑄錠系統的護板的示意圖，所述護板2的頂邊開設有用於阻止爐體中的雜質進入矽液中的凹槽201。

在這種情況下，就能夠更好的減少爐體中的碳氧雜質進入矽液中，同時一定大小的槽深可使得矽錠的雜質排出，從而進一步提升矽錠的品質。

本申請實施例提供的第四種多晶鑄錠系統，是在上述第一種多晶鑄錠系統的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述第一預設厚度的範圍為0.07毫米至0.10毫米。

需要說明的是，氮化矽塗層若太薄，易發生粘堝現象，因此，刷塗一層較薄的塗層，塗層相對平整細膩，可避免塗層的點滲情況。

本申請實施例提供的第五種多晶鑄錠系統，是在上述第一種多晶鑄錠系統的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述第二預設厚度的範圍為0.35毫米至0.40毫米。

需要說明的是，這種厚度的氮化矽塗層有利於矽錠脫模。

本申請實施例提供的第六種多晶鑄錠系統，是在上述第二種多晶鑄錠系統的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述隔板為鉬板或鎢板。

需要說明的是，還可以用鉬合金或其他材質的板，此處並不限制。

本申請實施例提供的第七種多晶鑄錠系統，是在上述第三種多晶鑄錠系統的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述凹槽的深度範圍為40毫米至45毫米。

在這種情況下，一定深度的槽深可使得矽錠的雜質排出，從而提升矽錠的品質。

本申請實施例提供的第八種多晶鑄錠系統，是在上述第六種多晶鑄錠系統的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述隔板的厚度範圍為0.30毫米至0.40毫米。

需要說明的是，這種厚度範圍的隔板既能夠實現有效的隔絕作用，又能夠節約製造成本。

本申請實施例提供的第九種多晶鑄錠系統，是在上述第一種至第八種多晶鑄錠系統中任一種的基礎上，還包括如下技術特徵：

所述護板為石墨護板。

詳細技術要求如下：

(1)刷塗面積：坩堝四周內壁；

(2)刷塗用量：125±5g刷塗用量，刷塗厚度0.07-0.1mm；

(3)刷塗配比：粉：水：膠＝25:8:10；

(4)噴塗用量：500g±50g噴塗用量，噴塗厚度0.35-0.4mm；

(5)先刷塗，放置在120±5℃溫度下烘乾30min，後進行噴塗。

詳細步驟如下：

原料與儀器準備：D50＝1.0-1.4μ氮化矽粉650g、電導率＝0-0.3μs/cm的高純水1500mL、質量分數為20-30％的矽溶膠600g、量程為5000mL的量杯兩個、電磁攪拌器、刷子、石英坩堝、電子天平；

配製刷塗漿料:稱量已過篩網的氮化矽粉125±5g(D50＝1.0-1.4μm)，再添加溫度為40-60℃的高純水40±5g(電導率＝0-0.3μs/cm)攪拌3min後，再添加50±5g矽溶膠(20-30％固含量)，均勻攪拌20min，備用。

氮化矽刷塗：坩堝側面朝上，使用洗淨刷子(食品級)進行刷塗，由內至外，採用「一」字刷塗法，其中重複面1-2cm，總共四面刷塗，於120±5℃溫度下烘乾30min，注意坩堝四周進行全面刷塗，保證均勻性與平整性。

配製噴塗漿料：稱量已過篩網的氮化矽粉500±50g(D50＝1.0-1.4μm)，添加溫度為40-60℃的高純水1300±50g(電導率＝0-0.3μs/cm)，攪拌5min後，再添加矽溶膠500±5g(20-30％固含量)，均勻攪拌30min，進行噴塗，噴塗過程中進行攪拌。

利用上述方法處理之後，結果表明矽錠中的氧含量由6.5×1017cm-3降低至4.0-4.5×1017cm-3，採用該方法能夠有效降低矽錠中氧含量，光衰降低1.0％，電池效率提高0.03％，從而提高了矽片的整體質量。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。