【技术实现步骤摘要】
本申请涉及硅晶棒制备，具体而言，涉及一种坩埚及其制备方法。
技术介绍
1、太阳能电池能够将太阳能转换为电能以利用太阳辐射能。在太阳能电池中，硅晶电池占据了主导地位，硅晶棒为硅晶电池的原材料。硅晶棒的制备过程直接影响着太阳能电池的性能品质和生产成本。硅晶棒制备方法包括直拉法(cz)，直拉法效率较低。为了提高拉晶的效率，采用重复拉晶方法(rcz)或者连续拉晶(ccz)方法，具体的，重复拉晶方法是指在传统的一炉拉一根晶棒工艺基础上，拉完一根后在埚内剩余一定重量的硅熔液时通过二次加料工艺向坩埚内重新装料，硅料熔化后，进而继续拉制下一根晶棒的方式。因为重复拉晶方法在拉完一根硅棒后需要把炉台停下来进行加料、化料，拉晶时间没有最大化利用，拉晶效率较低。连续拉晶可以在坩埚中边化料边拉晶，因为不用停炉、拆炉，从而提高拉晶效率。
2、连续拉晶时一边化料一边拉晶，需要坩埚长时间持续在高温下工作，传统坩埚为石英坩埚，石英坩埚在长时间高温下容易发生变形，现有技术中石英坩埚在连续拉晶时的寿命大约为400h，坩埚的使用寿命较短。为了避免上述问题，现有技术中还采用耐高温的氮化硅陶瓷坩埚用于连续拉晶，然而，氮化硅坩埚的制备主要是用氧化铝和氧化钇作为助烧剂，加入到氮化硅粉体中经混合均匀后压制，再经过高温烧结成型，使得氮化硅坩埚中含有浓度较高的铝、钇杂质。氮化硅坩埚中的杂质在高温下易与硅液发生共晶反应，在硅液中引入铝、钇等杂质，导致硅晶棒含有较高杂质，且随时间推移，因硅液与坩埚接触时间延长，引入的杂质会进一步增多。
技术实现思
1、本申请的目的在于提供一种坩埚及其制备方法，能够有效隔绝坩埚本体的离子对硅晶棒的影响且能够长时间在高温下工作。
2、本申请的实施例一方面提供了一种坩埚的制备方法，包括：将聚甲基硅氧烷与有机溶剂按照质量比为1:0.6-1混合形成混合溶液；将石英粉与混合溶液按照质量比为1:50-1:100在球磨机内进行混合，形成待涂溶液；将待涂溶液喷涂于基体的表面并干燥，在基体表面形成聚碳硅烷复合涂层，其中基体为耐高温陶瓷材料制成；将干燥后的基体加热使得聚碳硅烷复合涂层氧化形成氧化硅涂层。
3、作为一种可实施的方式，将聚甲基硅氧烷溶于有机溶剂中形成混合溶液包括：将聚甲基硅氧烷溶于有机溶剂中形成聚甲基硅氧烷粘液；将硅烷偶联剂加入有机硅树脂中，对有机硅树脂的表面进行表面改性处理得到改性树脂；改性树脂与聚甲基硅氧烷粘液混合形成混合溶液。
4、作为一种可实施的方式，将聚甲基硅氧烷溶于有机溶剂中形成聚甲基硅氧烷粘液包括：混合有机溶剂和聚甲基硅氧烷，有机溶剂包括丁二烯和二甲苯，聚甲基硅氧烷、丁二烯和二甲苯的质量比为1：0.3-0.5:0.3-0.5；在80℃～120℃水浴加热并搅拌形成聚甲基硅氧烷粘液。
5、作为一种可实施的方式，将待涂溶液喷涂于基体的表面并干燥包括：采用空气喷涂法，通过喷枪将待涂溶液喷涂于基体的表面，其中，喷枪与基体之间的距离在20-35cm之间；将喷涂有待涂溶液的基体放置于干燥箱内进行干燥。
6、作为一种可实施的方式，将喷涂有待涂溶液的基体放置于干燥箱内进行干燥包括：在50-70℃的温度下干燥50-70min；以1-5℃/min的升温速度加热到110-130℃并保持4.5-5.5h。
7、作为一种可实施的方式，喷枪采用逐行或者逐列的方式进行喷涂，且相邻两行或相邻两列喷幅搭接1/3。
8、作为一种可实施的方式，喷枪的空气压力在0.5-0.8mpa之间。
9、作为一种可实施的方式，将待涂溶液喷涂于基体的表面并干燥包括：在基体上喷涂3-5层待涂溶液；将喷涂有待涂溶液的基体放置于干燥箱内进行干燥。
10、作为一种可实施的方式，将干燥后的基体置加热使得聚碳硅烷复合涂层氧化形成氧化硅涂层包括：将干燥后的基体置于马弗炉中；马弗炉以1-5℃/min的升温速度加热到580-620℃并保持1-3h；以1-5℃/min的升温速度加热到880-920℃并保持1-3h。
11、本申请的实施例另一方面提供了一种坩埚，采用上述坩埚的制备方法制备而成，包括基体以及涂覆在基体上的氧化硅层，其中，基体为耐高温陶瓷材料制成。
12、本申请实施例的有益效果包括：
13、本申请提供的坩埚的制备方法，包括：将聚甲基硅氧烷与有机溶剂按照质量比为1:0.6-1混合形成混合溶液；将石英粉与混合溶液按照质量比为1:50-1:100在球磨机内进行混合，形成待涂溶液；石英粉均匀的分布于待涂溶液中，将待涂溶液喷涂于基体的表面并干燥，在基体表面形成聚碳硅烷复合涂层，其中基体为耐高温陶瓷材料制成；耐高温陶瓷材料在长时间的高温下不容易变形，坩埚应用于连续拉晶时，坩埚在长时间高温下不容易变形，经测试，现有技术中石英坩埚在1400℃的高温下连续拉晶时正常寿命大约为400h，而本申请的坩埚制备方法制备的坩埚，在1400℃的高温下连续拉晶时寿命最少为800h，寿命增倍。将干燥后的基体加热使得聚碳硅烷复合涂层氧化形成氧化硅涂层，基体加热过程中，基体上的聚碳硅烷复合涂层在加热环境中碳元素、氢元素蒸发，硅元素氧化形成氧化硅附着在基体的表面，形成氧化硅涂层，氧化硅涂层隔绝了耐高温陶瓷材料，在连续拉晶时，避免高温硅液与耐高温陶瓷材料发生共晶反应使硅晶棒中含有杂质，具体的，现有技术中氮化硅坩埚连续拉晶形成的晶棒中容易引入铝、钇杂质，其中铝杂质浓度大于700ppm，钇杂质浓度大于500ppm，不满足晶棒使用要求，而本申请的坩埚制备方法制备的坩埚，形成的晶棒中的铝杂质浓度＜13ppm，钙杂质浓度小于1ppm，镁杂质浓度＜0.1ppm。综上，本申请坩埚制备方法制备的坩埚，能够有效隔绝坩埚本体的离子对硅晶棒的影响且能够长时间在高温环境下工作。
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1.一种坩埚的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将聚甲基硅氧烷溶于有机溶剂中形成混合溶液包括：
3.根据权利要求2所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将所述聚甲基硅氧烷溶于所述有机溶剂中形成聚甲基硅氧烷粘液包括：
4.根据权利要求1所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将所述待涂溶液喷涂于基体的表面并干燥包括：
5.根据权利要求4所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将喷涂有所述待涂溶液的所述基体放置于干燥箱内进行干燥包括：
6.根据权利要求4所述的坩埚的制备方法，其特征在于，所述喷枪采用逐行或者逐列的方式进行喷涂，且相邻两行或相邻两列的喷幅搭接1/3。
7.根据权利要求4所述的坩埚的制备方法，其特征在于，所述喷枪的空气压力在0.5-0.8MPa之间。
8.根据权利要求1-7任一项所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将所述待涂溶液喷涂于相邻基体的表面并干燥包括：
9.根据权利要求1-7任一项所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将干燥后的基体加热使得聚碳
10.一种坩埚，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的坩埚的制备方法制备而成，包括基体以及涂覆在所述基体上的氧化硅层，其中，所述基体为耐高温陶瓷材料制成。
...【技术特征摘要】
1.一种坩埚的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将聚甲基硅氧烷溶于有机溶剂中形成混合溶液包括：
3.根据权利要求2所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将所述聚甲基硅氧烷溶于所述有机溶剂中形成聚甲基硅氧烷粘液包括：
4.根据权利要求1所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将所述待涂溶液喷涂于基体的表面并干燥包括：
5.根据权利要求4所述的坩埚的制备方法，其特征在于，将喷涂有所述待涂溶液的所述基体放置于干燥箱内进行干燥包括：
6.根据权利要求4所述的坩埚的制备方法，其特征在于，所述喷枪采用逐行或者逐...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈先义，翟传鑫，黎晓丰，王进，
申请(专利权)人：安徽华晟新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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