用于冶金法提純多晶硅的石墨坩堝涂層的研究.pdf

1、在太陽能電池行業(yè)中,鑄造多晶硅因?yàn)槌杀鞠鄬Ρ容^低廉,且多晶硅太陽能電池的性能也越來越好,所以目前鑄造多晶硅已經(jīng)逐步取代單晶硅成為制備太陽能電池的主要材料。冶金法直接生產(chǎn)6N太陽能多晶硅具有成本低、污染小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。冶金法制備太陽能多晶硅的過程中需要用到坩堝,工業(yè)生產(chǎn)中通常使用的是帶Si3N4涂層的石英坩堝,或者是由帶Si3N4涂層的石英坩堝和石墨坩堝構(gòu)成的組合式坩堝。石英坩堝在高溫下存在著析晶、軟化等現(xiàn)象,導(dǎo)致石英坩堝使用壽命低

2、,在生產(chǎn)太陽能多晶硅中耗損嚴(yán)重,增加了生產(chǎn)成本。石墨坩堝沒有石英坩堝高溫下析晶、軟化等缺點(diǎn),而且成本較低,但是石墨坩堝在高溫熔煉多晶硅的過程中會(huì)與熔硅、熔硅爐中的硅蒸汽發(fā)生反應(yīng)生成SiC,導(dǎo)致坩堝破裂,并且C元素會(huì)污染熔硅,降低多晶硅的質(zhì)量。因此,如何改進(jìn)石墨材料使石墨坩堝能直接用于冶金法提純多晶硅的生產(chǎn)中,是降低多晶硅成木的一個(gè)重要途徑。
　　 本文提出了一種新的石墨材料基底復(fù)合涂層的設(shè)計(jì)方案,通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)

3、(PECVD)在基底上沉積一層α-Si或SiO2,接著在N2氣氛巾1100℃下處理5小時(shí),使進(jìn)入石墨表層微孔隙中的納米級(jí)α-Si和SiO2與孔隙管棱角處高活性C原子在高溫下反應(yīng)生成一定量的SiC,提高涂層致密度并加強(qiáng)涂層與基底的結(jié)合力,然后采用涂覆燒結(jié)法制備Si3N4涂層,形成復(fù)合涂層。最后用制備好復(fù)合涂層的石墨坩堝試樣進(jìn)行真空熔硅實(shí)驗(yàn),最高溫度為1540℃,真空度3.08×10-2pa,整個(gè)過程的時(shí)間為27小時(shí)。在實(shí)驗(yàn)過程中,利用了X