[发明专利]一种硅晶体铸锭降氧涂层

说明书

本发明涉及一种硅晶体铸锭降氧涂层，由涂层原液组成，所述涂层原液由纯水、粘合剂和氮化硅粉组成，其质量组成为纯水占70%～75%，粘合剂占0.05%～1%，氮化硅粉占25～30%；粘合剂由交联淀粉、水溶纤维和添加剂组成，其中，交联淀粉质量百分比为60～80%，水溶纤维质量百分比为20～40%，添加剂质量百分比为2～10%。该发明提出了一种新型的氮化硅涂层，可得到更加致密和稳定的涂层。具有使用量少、获得涂层致密性高的特点，可大大降低坩埚中的氧对硅锭底部和边缘扩散。

技术领域

本发明属于太阳能电池用硅块铸锭技术领域，具体涉及一种硅晶体铸锭降氧涂层。

背景技术

多晶硅铸锭技术是通过晶体溶解后的定向凝固来实现的多晶硅生产技术。在铸锭过程中为了能在较高温度下保持良好性能，容器都是采用石英坩埚。由于石英坩埚主要成分是SiO₂，高温下坩埚能与硅液发生化学反应，形成粘锅裂锭等现象。

早期业内采用的普遍措施是在坩埚表面涂一定厚度的氮化硅，由于氮化硅具有热稳定性高、抗氧化能力强能特点，在铸锭过程中确保硅液与坩埚不发生直接接触，从而降低粘锅裂锭的风险。方式是将氮化硅制成一定浓度的水溶液，利用喷枪喷涂于坩埚内壁，之后再进行高温处理，除了蒸去多余的水分，最关键得是提高涂层结晶度，避免由于内应力造成涂层脱落。但是，此方式需要高温烧结，耗电量大，现在基本都已经淘汰。

目前通用方式的是通过添加硅溶胶的方式将氮化硅喷涂于坩埚表面。当硅溶胶水份蒸发时，胶体粒子将牢固地附着在物体表面，在粒子间形成硅氧结合，从而形成相对致密的涂层。但是对喷涂技术要求较高，涂层厚度及均匀性必须把握好，否则会出现粘埚或者涂层脱落的情况。

在多晶铸锭中的氧杂质主要来源，一方面是硅熔体与石英坩埚的反应，生成的SiO一部分从熔体表面挥发，剩余部分溶入熔体，从而引入氧杂质；另一方面是石英坩埚内杂质氧的固相扩散。因此，粘埚或者脱落必将造成局部或整体氧含量增加。特别是随着高效太阳能电池技术的不断发展，控氧降氧成为一项重要任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种本提案提出了一种硅晶体铸锭降氧涂层，使用中，可得到更加致密和稳定的氮化硅涂层。使用量少，获得的涂层致密性高，大大降低坩埚中的氧对硅锭底部和边缘扩散。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种硅晶体铸锭降氧涂层，由涂层原液组成，所述涂层原液由纯水、粘合剂和氮化硅粉组成，其质量组成为纯水占70%～75%，粘合剂占0.05%～1%，氮化硅粉占25～30%；粘合剂由交联淀粉、水溶纤维和添加剂组成，其中，交联淀粉质量百分比为60～80%，水溶纤维质量百分比为20～40%，添加剂质量百分比为2～10%。

进一步地，水溶纤维素为羧甲基纤维素或聚阴离子纤维素。

进一步地，添加剂为聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂或聚丙烯酸钠。

该发明中，淀粉和纤维素形成的薄膜柔韧性强、抗张强度，在铸锭过程中可防止由于坩埚高温膨胀造成膜层断裂。交联淀粉是变性淀粉的一种。具有空间网状结构，粘度大、流动性低、膜强度高，对涂层的稳定性有较好；水溶纤维素是纤维素衍生物，是纤维素高分子的羟基与化学试剂发生反应后，可溶于水中，优先羧甲基纤维素或聚阴离子纤维素。聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂（PAE）对纤维素有较强的固着力；聚丙烯酸钠可使淀粉离子相互结合，更有利于网状结构的形成。

使用方法：由于粘合剂的溶解性较差，因此，在使用前要提前溶解。首先按照纯水：粘合剂= 500ml：0.2～5g的配比进行混合后室温放置至粘合剂全部溶解，溶解后按照纯水：粘合剂：氮化硅= 70%～75%：0.05%～1%：25～30%的比例加入氮化硅粉，进行搅拌，形成悬浮液后可得到所需的涂层。