[发明专利]直拉式单晶炉中石墨坩埚

说明书

技术领域

本发明涉及一种直拉式单晶炉中石墨坩埚，适用于直拉硅单晶棒的制造，主要应用于大直径硅但晶棒的生产，属于石墨坩埚技术领域。

背景技术

目前随着科学技术、人类文明的发展。人类对能源的应用和使用量越来越大。因为地球上的各种自然资源是有限的，所有人类正在努力地寻找各种新的能源来代替石油、天然气、煤等自然资源。单晶硅太阳能电池是目前制备工艺较成熟、光电转换效率较高的绿色、环保、清洁的新能源。同时也是取之不尽、用之不完的自然资源。然而在直拉法制作太阳能电池用的单晶硅时需要用高纯等静压细结构的石墨作加热、保温、支撑等材料，如加热材料的加热器、支撑材料的石墨坩埚，亦简称为三瓣埚。然而目前用于制作石墨坩埚的高纯等静压细结构石墨较稀缺，其高纯等静压细结构石墨制备技术目前只掌握在少数几个西方发达国家手中。所以延长石墨件特别是三瓣埚的使用寿命对于缓解石墨的短缺具有重要意义。

石墨坩埚系采用天然鳞片石墨、腊石、碳化硅等原料制成的高级耐火器皿，具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能。对酸，碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优良的化学稳定性。如图1所示，石墨坩埚包括三瓣块体，三瓣块体在接口处连接起来，组成石墨坩埚，故石墨坩埚，也成为三瓣埚，石墨坩埚内壁的三瓣块体的连接处的弯曲部称为“R”部。

石墨坩埚传统的使用方法是石英锅放置于石墨坩埚中，与其紧密相贴，以22寸的石英锅为例，晶料一般重量为120KG。晶料的溶化温度为1420度，转速为每分钟2-8转，二锅在热场中同速旋转，料在石英锅中溶化，受力的主要部位在石墨坩埚（三瓣锅）R型区, 当R型部位的壁厚小于是1厘米时，就需要更换新的坩埚，一般正常使用寿命为20-30炉。

中国专利CN201317827Y公开了一种直拉单晶炉用石墨坩埚，在石墨坩埚三瓣接口处的“R”部覆盖有石墨纸，以延长石墨坩埚的使用寿命，但采用石墨纸容易脱落，使用效果不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用寿命长的直拉式单晶炉中石墨坩埚。

实现上述目的的技术方案是：一种直拉式单晶炉中石墨坩埚，包括石墨坩埚本体，石墨坩埚本体包括三瓣块体，石墨坩埚本体内壁的三瓣块体的接口处的弯曲部为“R”部，石墨坩埚本体内壁位于三瓣块体的接口处“R”部的位置具有石墨涂层，该石墨涂层由石墨粉和乙醇均匀混合而成，且石墨粉与乙醇的重量比为1：2.0~3.0。

石墨涂层的厚度为0.3~0.5mm。

采用上述技术方案后，石墨坩埚本体内壁位于三瓣块体的接口处“R”部的位置具有石墨涂层，从而增强了“R”部的耐磨性，使得石墨坩埚的使用寿命从20~30炉提高到50~70炉。同时石墨涂层由石墨粉和乙醇均匀混合而成，成本低廉，不会脱落，使用效果好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，一种直拉式单晶炉中石墨坩埚，包括石墨坩埚本体1，石墨坩埚本体1包括三瓣块体，石墨坩埚本体内壁的三瓣块体的接口处的弯曲部为“R”部，石墨坩埚本体内壁位于三瓣块体的接口处“R”部的位置具有石墨涂层2，该石墨涂层2由石墨粉和乙醇均匀混合而成，且石墨粉与乙醇的重量比为1：2.25。

石墨涂层2的厚度为0.4mm。

实施例二

如图1所示，一种直拉式单晶炉中石墨坩埚，包括石墨坩埚本体1，石墨坩埚本体1包括三瓣块体，石墨坩埚本体内壁的三瓣块体的接口处的弯曲部为“R”部，石墨坩埚本体内壁位于三瓣块体的接口处“R”部的位置具有石墨涂层2，该石墨涂层2由石墨粉和乙醇均匀混合而成，且石墨粉与乙醇的重量比为1：2.1。

石墨涂层2的厚度为0.31mm。

实施例三

如图1所示，一种直拉式单晶炉中石墨坩埚，包括石墨坩埚本体1，石墨坩埚本体1包括三瓣块体，石墨坩埚本体内壁的三瓣块体的接口处的弯曲部为“R”部，石墨坩埚本体内壁位于三瓣块体的接口处“R”部的位置具有石墨涂层2，该石墨涂层2由石墨粉和乙醇均匀混合而成，且石墨粉与乙醇的重量比为1：2.9。

石墨涂层2的厚度为0.49mm。

在石墨坩埚本体内壁位于三瓣块体的接口处“R”部的位置设置石墨涂层的工艺步骤如下：

1、选取高纯度等晶石墨细料，颗粒均匀；

2、在粉料中，按1:2.25的比例，缓慢加入无水乙醇，边加边搅，直到均匀；