[发明专利]一种黑色吸热涂料及其制备工艺与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸热涂料，尤其是涉及一种黑色吸热涂料及其制备工艺与应用。

背景技术

光伏发电是一种新能源，通过光伏效应可以将太阳能转变成为电能，一般而言，陆基光伏发电依据不同的发电材料，其转换效率在10-30%。

光伏发电自广泛应用以来，全球已经有上百个GW的使用规模，从独立户用发电系统，集中式村庄供电系统，混合或互补发电系统，到并网发电系统等，正在迈向较大规模的商业化应用。光伏发电组件主要是以晶体硅产品为主，其中太阳能级硅片作为光伏产业链的中间产品，其成本占到发电组件成本的一半以上。硅晶体的生长，一般分为多晶铸锭，单晶提拉以及区熔生长三种方法，随着晶体硅光伏产品的大规模应用，太阳能级晶体硅片产业的不断发展，成熟，硅片作为原材料，其价格逐渐在理性的回落，同时也造成了硅片生产厂家利润空间的不断压缩，降低硅片成本成为摆在所有太阳能硅片生产厂家面前的问题。其中的硅片生产主要由晶体生长及晶体切割两大块，而晶体生长是制造高质量硅片的根本。多晶硅铸锭生长过程中一般有熔化-长晶-退火-冷却四个步骤，单晶硅生长过程中一般有放肩-等径-收尾-冷却四个步骤，无论是多晶铸锭还是单晶硅生长，都需要将硅料放入石英坩埚中，然后加热熔化硅料。石英坩埚是白色的，对加热器的热辐射有一定反射作用，这使得石英坩埚的导热系数降低，热量传递到硅料的效率偏低，导致多晶硅铸锭或单晶硅生长的生产周期偏长，能耗效率偏低，生产成本偏高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种成本低，可提高石英坩埚的传热效率，缩短多晶硅铸锭或单晶硅生长周期，降低生产成本的黑色吸热涂料及其制备工艺与应用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明之黑色吸热涂料，由以下重量百分比的原料制成：炭材料9-20%，溶剂75-90%，粘结剂1-5%，各组分配比之和为100%。

进一步，所述炭材料选自炭黑、石墨粉中的一种或两者的混合物。

进一步，所述粘结剂为聚乙烯醇。

进一步，所述溶剂为硅溶胶。

进一步，所述石墨粉、炭黑的粒度为200～2000目。

进一步，所述石墨粉为鳞片石墨粉。

本发明之黑色吸热涂料的制备工艺，包括以下步骤：按所述重量百分比称取所述炭材料、粘结剂、溶剂，搅拌均匀，即成。

所述黑色吸热涂料的应用：（1）对多晶硅铸锭炉的石英坩埚或单晶硅炉的石英坩埚，清洁外表面；（2）将本发明的黑色吸热涂料均涂于经步骤（1）处理后的石英坩埚外表面，涂覆厚度5～200μm；（3）将经步骤（2）处理后的坩埚，在室温条件下放置0.5-2h，自然干燥；或者置于烘箱中，升温至40～80℃后，保温烘烤0.5-2h，完全干燥，即得成品。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）使用本发明黑色吸热涂料应用于石英坩埚上，提高石英坩埚的传热效率，缩短多晶硅铸锭或单晶硅生长周期3-10h，降低生产成本；

（2）本发明成本低，制造简便，适于大批量生产、应用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例之黑色吸热涂料，由以下重量百分比的原料制成：炭材料9%，粘结剂5%，溶剂86%；所述炭材料为鳞片石墨粉（粒度为200目）；粘结剂为聚乙烯醇；溶剂为硅溶胶。

制备：按所述重量百分比称取所述炭材料石墨粉、粘结剂聚乙烯醇、溶剂硅溶胶，搅拌均匀，即得黑色吸热涂料。

应用：（1）对多晶硅铸锭炉的石英坩埚，清洁其外表面；（2）将所述黑色吸热涂料均涂于经步骤（1）处理后的石英坩埚外表面，涂覆厚度5μm；（3）将经步骤（2）处理后的石英坩埚在室温条件下放置2h，自然干燥，即得成品。

与石英坩埚未涂覆本发明黑色吸热涂料的多晶硅铸锭相比，石英坩埚涂覆有本发明黑色吸热涂料的多晶硅铸锭，生长周期缩短3h，节约电能210KW·h，降低了一定的生产成本。

实施例2

本实施例之黑色吸热涂料，由以下重量百分比的原料制成：炭材料20%，粘结剂5%，溶剂75%；所述炭材料为石墨粉（粒度为2000目）；粘结剂为聚乙烯醇；溶剂为硅溶胶。

制备方法同实施例1。