[实用新型]一种提高单晶少子寿命的石英坩埚

说明书

本实用新型提供一种提高单晶少子寿命的石英坩埚，包括石英坩埚主体和α‑方石英层，所述α‑方石英层设于所述石英坩埚主体的内壁上，所述α‑方石英层为α‑方石英。本实用新型的有益效果是在石英坩埚具有α‑方石英层，该稳定层为的α‑方石英结构，减少析晶层脱落，减少硅溶液对石英坩埚腐蚀，提高石英坩埚使用寿命，做到降本增效。

技术领域

本实用新型属于光伏技术领域，尤其是涉及一种提高单晶少子寿命的石英坩埚。

背景技术

现有的硅单晶用石英坩埚普遍只能拉制2-3颗单晶，不能满足继续使用拉制单晶要求。由于硅在熔融状态下具有高度的化学活泼性，它会与石英坩埚发生反应，即SiO2+Si→2SiO，会对石英坩埚透明层造成不可逆的损坏，影响石英坩埚使用寿命。现有技术采用在坩埚内壁喷涂碳酸钡水溶液以加快坩埚析晶，此方法运行后期坩埚析晶严重，内壁方石英会脱落，导致硅单晶成晶困难，无法进行多颗单晶拉制，同时，而钡离子的引入，是导致硅单晶少子寿命降低的主要原因之一。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型要解决的问题是提供一种提高单晶少子寿命的石英坩埚，应用于直拉单晶过程中，具有α-方石英结构，减少析晶层的脱落，减少硅溶液对石英坩埚腐蚀，提高石英坩埚使用寿命，做到降本增效。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种提高单晶少子寿命的石英坩埚，石英坩埚包括石英坩埚主体和α- 方石英层，α-方石英层设于石英坩埚主体的内壁上，α-方石英层为α-方石英。

具体地，石英坩埚主体包括透明层和气泡层，α-方石英层、透明层与气泡层从内至外依次设置。

石英坩埚主体为γ-方石英。

由于采用上述技术方案，在取段复投过程中，在复投硅料中添加氢氧化铝粉末，高温下生成的三氧化二铝可作为成核剂，加快石英坩埚向稳定的α -方石英结构转变，补充已经脱落的析晶层，最终使石英坩埚满足拉制多颗单晶的要求，能够加快石英坩埚析晶速率，减少硅溶液对石英坩埚腐蚀，提高石英坩埚使用寿命，防止石英坩埚腐蚀后影响单晶拉制，提高石英坩埚单炉拉制硅单晶的颗数，做到降本增效；

装料过程加入一定量的使用氢氧化铝，氢氧化铝高温下可以分解为三氧化二铝，以此做为成核剂，可起到与碳酸钡涂层相同的效果，铝离子对硅单晶的寿命影响，要小于钡离子；

铝是可以在二氧化硅系统中分相的物质，由于铝的能级离禁带中心较钡远，对少子寿命影响小，可以极大地提升单晶少子寿命，提高硅单晶成品在市场的竞争力。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的石英坩埚的结构示意图。

图中：

1、石英坩埚主体 2、α-方石英层

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

本实施例涉及一种提高单晶少子寿命的石英坩埚，应用于直拉单晶过程中，石英坩埚具有α-方石英层，增加石英坩埚内壁与硅溶液接触部分的致密度，提高坩埚耐腐蚀性，进而增加石英坩埚单炉拉制单晶的颗数，提高石英坩埚的使用寿命，减少对硅单晶的寿命。

一种提高单晶少子寿命的工艺方法，在直拉单晶时，在装料的过程中，添加一定量的氢氧化铝，促使石英坩埚向α-方石英结构转变，即，在直拉单晶装料的初始，将一定量的氢氧化铝随着硅原料装入石英坩埚内，该氢氧化铝是一种白色非晶形的粉末，难溶于水，加热可以分解，反应如下：

由上述反应可以知道，氢氧化铝在140℃条件下，生成的γ-Al₂O₃；