專利名稱：雙層陶瓷坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及雙層陶瓷坩堝。
背景技術(shù)：
太陽能是取之不盡，用之不絕的綠色能源，太陽能光電技術(shù)在不斷的發(fā)展，目前應(yīng)用最為廣泛的是晶體硅太陽能電池，占到所有太陽能電池的90%以上；晶體硅電池分為多晶硅電池和單晶硅電池，其中多晶硅電池比例超過70%，多晶硅電池在整個太陽能電池中站絕對的主導(dǎo)地位，多晶硅電池的硅片是使用多晶爐鑄錠爐鑄造出來的，其中用于裝多晶硅料的坩堝是多晶鑄錠的必須品。多晶硅鑄錠，其中使用到的一種重要輔料之一就是石英坩堝，用于盛裝多晶硅料，讓硅料在坩堝內(nèi)熔化，生長，形成多晶硅錠，在硅錠鑄造完成后，石英坩堝由于冷熱膨脹破碎，在整個多晶硅鑄錠過程中是屬于一次性消耗品，不可以重復(fù)利用。專利《太陽能電池用氮化硅坩堝》完全采用氮化硅成型，存在氮化硅的機(jī)械強(qiáng)度比碳化硅差的問題，在使用過程中容易破損，同時氮化硅的價格是碳化硅的價格的60倍作用，制作的坩堝價格高昂，無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，本專利采用氮化硅和碳化硅相結(jié)合，利用碳化硅的高強(qiáng)度和廉價做外層結(jié)構(gòu)，用氮化硅的高純且不和硅粘連的特作為內(nèi)襯，實(shí)現(xiàn)成本低，機(jī)械強(qiáng)度好，達(dá)到可以重復(fù)使用的目的。鑄錠用石英坩堝成本占整個硅片生產(chǎn)成的4%_5%，本公司采用其他材料代替石英材料做成坩堝，可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，且事項(xiàng)高的生產(chǎn)良品率，有效的將坩堝成本降低到占硅片成本的1%以下，由于鑄錠良品提高，硅片生產(chǎn)成本降低5%以上。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的:針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠重復(fù)利用的雙層陶瓷坩堝。技術(shù)方案:本實(shí)用新型提供一種雙層陶瓷坩堝，所述的雙層陶瓷坩堝為內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，外層為碳化硅材料的多孔陶瓷結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為氮化硅材料的陶瓷結(jié)構(gòu)，所述的雙層陶瓷坩堝由底面與側(cè)邊構(gòu)成，所述的側(cè)邊垂直于底面。所述的雙層陶瓷坩堝，側(cè)邊垂直于底面，所述的側(cè)邊與底面一體成型。所述的雙層陶瓷坩堝，側(cè)邊垂直于底面，所述的側(cè)邊兩兩互不相接。i甘禍的厚度(如圖3不d)為15mm—50mm。所述的內(nèi)層的孔隙率為O — 30%，外層的孔隙率為O — 40%。所述的內(nèi)層的為0.5mm一IOmm,夕卜層的厚度為5mm—40mm。所述的內(nèi)層氮化硅的成分>80%，外層材料碳化硅的成份>60%。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的坩堝通過外層為碳化硅材料的多孔陶瓷結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高的機(jī)械強(qiáng)度并且降低成本，內(nèi)層采用氮化硅粉為原料附著在多孔碳化硅表面，形成陶瓷結(jié)構(gòu)，保證坩堝內(nèi)的硅料不被污染以及實(shí)現(xiàn)硅錠不與硅料，硅錠粘連，實(shí)現(xiàn)坩堝可以重復(fù)使用，有效的降低由于坩堝一次性消耗造成才成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，適于工業(yè)化生產(chǎn)。


[0015]圖1為雙層陶瓷坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]圖2為雙層陶瓷坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]圖3為雙層陶瓷坩堝的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
[0018]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。[0019]一種雙層陶瓷坩堝，所述的雙層陶瓷坩堝為內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，坩堝的厚度為15mm—50mm，外層2為碳化硅材料的多孔陶瓷結(jié)構(gòu)，外層2材料碳化硅的成份>60%，外層2的孔隙率為0—40%,外層2的厚度為5mm—40mm,內(nèi)層I為氮化娃材料的陶瓷結(jié)構(gòu)，內(nèi)層I氮化娃的成分>80%，所述的內(nèi)層I的孔隙率為0 — 30%，所述的內(nèi)層I的厚度為0.5mm — 10mm，所述的雙層陶瓷坩堝由底面與側(cè)邊構(gòu)成，所述的側(cè)邊垂直于底面，可以為側(cè)邊垂直于底面，側(cè)邊與底面一體成型也可以是側(cè)邊垂直于底面，所述的側(cè)邊兩兩互不相接。[0020]實(shí)施例1:[0021]所述的雙層陶瓷坩堝由底面與側(cè)邊構(gòu)成，所述的側(cè)邊垂直于底面，所述的側(cè)邊兩兩互不相接，如圖1所示，坩堝外觀尺寸為1040mm*1040mm*520mm，坩堝的厚度為20mm，其中外層2的厚度為15mm，內(nèi)層I的厚度為5mm，碳化硅的孔隙率為20%，氮化硅的孔隙率為5%，裝料800kg，持續(xù)鑄錠。[0022]實(shí)施例2[0023]坩堝選用一體結(jié)構(gòu)，如圖2，坩堝外觀尺寸為880mm*880mm*480mm，坩堝的厚度為25mm,其中外層2的厚度為20mm,內(nèi)層I的厚度為5mm,碳化娃的孔隙率為25%,氮化娃的孔隙率為8%，裝料480kg，持續(xù)鑄錠。[0024]實(shí)施例3[0025]所述的雙層陶瓷坩堝由底面 與側(cè)邊構(gòu)成，所述的側(cè)邊垂直于底面，所述的側(cè)邊兩兩互不相接，如圖1所示，坩堝外觀尺寸為880mm*880mm*420mm，坩堝的厚度為20mm，其中外層2的厚度為10mm，內(nèi)層I的厚度為10mm，碳化硅的孔隙率為30%，氮化硅的孔隙率為3%，裝料420kg，持續(xù)鑄錠。[0026]
權(quán)利要求1.一種雙層陶瓷坩堝，其特征在于:所述的雙層陶瓷坩堝為內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，外層(2)為碳化硅材料的多孔陶瓷結(jié)構(gòu)，內(nèi)層(I)為氮化硅材料的陶瓷結(jié)構(gòu)，所述的雙層陶瓷坩堝由底面與側(cè)邊構(gòu)成，所述的側(cè)邊垂直于底面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙層陶瓷坩堝，其特征在于:所述的雙層陶瓷坩堝，側(cè)邊垂直于底面，所述的側(cè)邊與底面一體成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層陶瓷坩堝，其特征在于:所述的雙層陶瓷坩堝，側(cè)邊垂直于底面，所述的側(cè)邊兩兩互不相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層陶瓷坩堝，其特征在于:坩堝的厚度(如圖3示d)為15mm——50mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層陶瓷結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的內(nèi)層(I)的孔隙率為O—30%，外層(2)的孔隙率為0 — 40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層陶瓷結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的內(nèi)層(I)的為0.5mm-10mm,外層(2)的厚度為5mm—40mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層陶瓷結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的內(nèi)層(I)材料氮化硅的成分>80%，外層(2)材料碳化硅的成份>60%。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙層陶瓷坩堝，所述的雙層陶瓷坩堝為內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，外層為碳化硅材料的多孔陶瓷結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為氮化硅材料的陶瓷結(jié)構(gòu)，所述的雙層陶瓷坩堝由底面與側(cè)邊構(gòu)成。本實(shí)用新型所述的坩堝通過外層為碳化硅材料的多孔陶瓷結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高的機(jī)械強(qiáng)度并且降低成本，內(nèi)層采用氮化硅粉為原料附著在多孔碳化硅表面，形成陶瓷結(jié)構(gòu)，保證坩堝內(nèi)的硅料不被污染以及實(shí)現(xiàn)硅錠不與硅料，硅錠粘連，實(shí)現(xiàn)坩堝可以重復(fù)使用，有效的降低由于坩堝一次性消耗造成才成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C30B29/06GK203065634SQ201320003058
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者郭寬新, 邢國強(qiáng) 申請人:奧特斯維能源(太倉)有限公司