一种用于拉晶工艺中颗粒硅的装埚方法技术

本发明专利技术公开了一种用于拉晶工艺中颗粒硅的装埚方法，包括在坩埚（4）底部装30~50kg小料（1）垫底，铺底厚度＞50mm，当铺至坩埚R弧处时，将大块料均匀放置在底部小料之上，中间铺一层颗粒硅（3），然后在其上装一层块状料40~50kg；再次使用50~80kg的颗粒硅（3）填充块状料（2）的缝隙，颗粒硅（3）装在坩埚中部；当装至坩埚（4）三分之一后，用小料（1）填充，完全覆盖块状料（2）及颗粒硅（3）；装埚完成后进行化料，并增加氩气吹拂流量，待硅料全部化成硅液时进行复投，复投重量减少50~80kg。本发明专利技术的优点是增加原料装埚重量，减少复投频次，提升生产效率，同时大比例投入颗粒硅，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于拉晶工艺中颗粒硅的装埚方法


[0001]本专利技术涉及光伏制造
，尤其涉及一种用于拉晶工艺中颗粒硅的装埚方法。

技术介绍

[0002]不同于常规的西门子法产生的原生多晶硅，颗粒硅采用硫化床法制备，成本普遍较西门子法低，但是质量较差，因此行业内使用比例很小，但是颗粒硅使用是当前直拉单晶制备降本的有效措施。
[0003]现有主流装埚工艺应用块料小料组合装埚，无法将投料量发挥极致，块料成本较高，化料功率成本高，会降低硅棒的生产效率。当前行业内小比例使用颗粒硅，采用复投器复投的方式使用，装埚存在一定的风险，未被行业采用。颗粒硅装料使用主要风险在于颗粒硅融化速度过快，颗粒硅本身含有氢气，可产生局部膨胀，对坩埚造成损伤，同时可形成巨大空间导致塌料快损伤坩埚，最终造成坩埚损坏漏硅。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了解决现有颗粒硅装埚工艺投料量少、成本高、硅棒生产效率低和风险大的问题，提供了一种用于拉晶工艺中颗粒硅的装埚方法，增加原料装埚重量，减少复投频次，提升生产效率，同时大比例投入颗粒硅，降低生产成本。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种用于拉晶工艺中颗粒硅的装埚方法，具体步骤如下：（1）首先，坩埚底部装30~50kg小料进行垫底，要求铺底厚度＞50mm，防止硅料漏下接触坩埚；（2）当小料铺平至坩埚R弧处时，再将大的块状料均匀放置在底部小料之上，中间铺一层颗粒硅，颗粒硅的直径为150μm~4000μm，然后在其上再装一层块状料40~50kg；（3）再次使用50~80kg的颗粒硅填充块状料的缝隙，颗粒硅装在石英坩埚中部，避免接触坩埚内壁，将颗粒硅抹平；（4）当颗粒硅装至坩埚三分之一后，用小料进行填充，完全覆盖块状料及颗粒硅，并使其表面平整；（5）装埚完成后，采用适当的主加工率和底加功率进行化料，并增加氩气吹拂流量，使炉内气流快速流动，加快氢气散失，待硅料全部化成硅液时进行复投，复投重量减少50~80kg。
[0006]进一步地，所述步骤（1）中，垫底的小料直径为3~8mm。
[0007]进一步地，所述步骤（4）中，坩埚上沿及边缘以上部位不允许装颗粒硅。
[0008]进一步地，所述步骤（5）中，为防止熔料温度过高，化料主加功率为90~95kw，底加功率为85kw。
[0009]进一步地，所述步骤（5）中，化料过程中，采用130~150slpm氩气流量进行吹拂，并
将炉内炉压适当放大。
[0010]本专利技术的技术方案中，通过对颗粒硅的装埚方式进行改良，使坩埚四周铺平小料，小料上装入块状料，并用颗粒硅填隙，其余小料放上部，最上层原料码放垒实，可以保证启动埚转后，不会露出颗粒硅。本专利技术的方法可以有效大幅度增加投料量，避免颗粒硅装料化料时对坩埚造成的损坏，延长设备使用寿命，提高了生产效率，降低了生产成本。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的用于拉晶工艺中颗粒硅的装埚方法示意图。
具体实施方式
[0012]实施例1为使本专利技术更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术的一种用于拉晶工艺中颗粒硅的装埚方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0013]参见图1，本专利技术对于颗粒硅的装料方式进行调整，其特征在于：先在坩埚4底部装入45g直径为6mm的小料1进行垫底，要求铺底厚度＞50mm，以用于防止硅料漏下接触坩埚，碎料铺平至坩埚R弧处时，再将大的块状料2均匀放置在底部的小料1之上，中间铺一层直径150μm
‑
4000μm的颗粒硅3，再在其上装一层块状料2，并使用颗粒硅3填充块状料2的缝隙。
[0014]上述步骤中，颗粒硅3尽量装在石英坩埚中部，避免接触坩埚内壁，并将颗粒硅3抹平，当颗粒硅3装至坩埚4三分之一后，再次用小料1进行填充，要求小料1完全覆盖块状料2及颗粒硅3，并保持表面平整，坩埚4上沿、边缘以上部位，不允许装颗粒硅3。
[0015]本实施例中，需要将小料1、块状料2和颗粒硅3码放垒实，保证启动埚转后，不会露出颗粒硅。
[0016]本实施例中，在码放完毕后进行化料处理，为防止熔料温度过高，化料时使用的主加功率为90kw、底加功率为85kw，在化料过程中，同时需要大氩气吹拂，此时采用150slpm氩气流量，可将炉内炉压适当放大，使得炉内气流快速流动，加快氢气散失，待硅料全部化成硅液时进行复投，因装埚时颗粒硅填充块料缝隙增大了装埚重量，因此可减少一定的复投重量。
[0017]使用本专利技术的装埚方法后，可以将颗粒硅完全包覆在小料和块状料之间，使其原理坩埚内壁，并在化料时不会露出，避免了颗粒硅融化时产生的局部膨胀对坩埚造成的损伤，同时由于其下层料已码放垒实，避免了快速塌料带来的风险，保护了坩埚，维持其正常使用。
[0018]除上述实施例外，本专利技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利技术要求的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于拉晶工艺中颗粒硅的装埚方法，具体步骤如下，其特征在于：步骤一：首先，坩埚（4）底部装30~50kg小料（1）进行垫底，要求铺底厚度＞50mm，防止硅料漏下接触坩埚（4）；步骤二：当小料（1）铺平至坩埚（4）R弧处时，再将大的块状料（2）均匀放置在底部的小料（1）之上，中间铺一层颗粒硅（3），颗粒硅（3）的直径为150μm~4000μm，然后在其上再装一层块状料（2）40~50kg；步骤三：再次使用50~80kg的颗粒硅（3）填充块状料（2）的缝隙，颗粒硅（3）装在石英坩埚中部，避免接触坩埚内壁，将颗粒硅（3）抹平；步骤四：当颗粒硅（3）装至坩埚（4）三分之一后，用小料（1）进行填充，完全覆盖块状料（2）及颗粒硅（3），并使其表面平整；步骤五：装埚完成后，采用适当的主加工率和底加功率进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧洁，王军磊，王艺澄，
申请(专利权)人：江苏美科太阳能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：