本發(fā)明涉及一種多晶硅鑄錠用氮化硅涂層的制備方法，屬于多晶硅鑄錠領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能是未來最清潔、安全和可靠的能源，利用太陽能的最佳方式是光電轉(zhuǎn)換，以硅材料的應(yīng)用開發(fā)形成的光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)業(yè)鏈條即光伏產(chǎn)業(yè)受到世界各國的廣泛關(guān)注，多晶硅太陽能電池成本低、光電轉(zhuǎn)換效率高，在太陽能電池市場中占有率最高。氮化硅涂層在多晶硅鑄錠過程中主要起隔絕作用，一方面隔絕硅熔體與石英坩堝，避免粘連，另一方面隔絕坩堝雜質(zhì)的擴(kuò)散，從而減小硅錠紅區(qū)，保證硅錠質(zhì)量。硅錠收益率是涂層隔絕性能的主要評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有技術(shù)制備的氮化硅涂層的隔絕效果有待提高，這也是光伏行業(yè)亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多晶硅鑄錠用氮化硅涂層的制備方法，制備的氮化硅涂層隔絕性能更好，可以有效減小硅錠紅區(qū)寬度，提高硅錠的收益率，節(jié)約生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的一種多晶硅鑄錠用氮化硅涂層的制備方法，包括如下步驟：
（1）噴涂漿料的制備：首先將一定質(zhì)量的氮化硅粉體加入到超純水中，所述氮化硅粉體的加入量為所述超純水的30~50wt%，攪拌5~30min得到均勻的氮化硅漿液；然后將硅溶膠加入到所述氮化硅漿液中，所述硅溶膠的加入量為所述超純水體積的10~25%，繼續(xù)攪拌均勻制得噴涂漿料；
（2）刷涂漿料的制備：首先量取一定量的步驟（1）所述噴涂漿料用作刷涂漿料前驅(qū)體，所述刷涂漿料前驅(qū)體為步驟（1）所述噴涂漿料的20~40%，然后加入超純水，所述超純水的加入量為所述刷涂漿料前驅(qū)體體積的50~150%，攪拌均勻制得刷涂漿料；
（3）氮化硅涂層的制備：首先將刷涂漿料均勻地刷涂在坩堝內(nèi)表面上，待水分蒸發(fā)后再將噴涂漿料均勻噴涂到坩堝內(nèi)表面上，所述坩堝溫度為50~90℃，所述噴涂距離為10~30cm，所述噴涂壓力為0.2~0.5MPa。
本發(fā)明所述氮化硅粉體的純度優(yōu)選≥99.99%，粒度優(yōu)選0.5~8um。
本發(fā)明所述硅溶膠為電子級高純硅溶膠，主要成分為SiO2。
本發(fā)明的一種多晶硅鑄錠用氮化硅涂層的制備方法優(yōu)勢在于：本發(fā)明制備的氮化硅涂層的致密性和結(jié)合性更好，隔絕效果更強(qiáng)，可以有效減小硅錠紅區(qū)寬度，提高硅錠的收益率，節(jié)約生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變形和改進(jìn)，這些變形和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
（1）噴涂漿料的制備：首先將630g氮化硅粉體加入到2100ml超純水中，攪拌15min得到均勻的氮化硅漿液；然后將330ml硅溶膠加入到所述氮化硅漿液中，繼續(xù)攪拌均勻制得噴涂漿料；
（2）刷涂漿料的制備：首先量取490ml步驟（1）所述噴涂漿料用作刷涂漿料前驅(qū)體，然后加入245ml超純水，攪拌均勻制得刷涂漿料；
（3）氮化硅涂層的制備：首先將刷涂漿料均勻地刷涂在坩堝內(nèi)表面上，待水分蒸發(fā)后再將噴涂漿料均勻噴涂到坩堝內(nèi)表面上，所述坩堝溫度為80℃，所述噴涂距離為10cm，所述噴涂壓力為0.2MPa。
硅錠的收益率為67.13%。
實(shí)施例2
（1）噴涂漿料的制備：首先將525g氮化硅粉體加入到1500ml超純水中，攪拌5min得到均勻的氮化硅漿液；然后將150ml硅溶膠加入到所述氮化硅漿液中，繼續(xù)攪拌均勻制得噴涂漿料；
（2）刷涂漿料的制備：首先量取410ml步驟（1）所述噴涂漿料用作刷涂漿料前驅(qū)體，然后加入410ml超純水，攪拌均勻制得刷涂漿料；
（3）氮化硅涂層的制備：首先將刷涂漿料均勻地刷涂在坩堝內(nèi)表面上，待水分蒸發(fā)后再將噴涂漿料均勻噴涂到坩堝內(nèi)表面上，所述坩堝溫度為50℃，所述噴涂距離為15cm，所述噴涂壓力為0.25MPa。
硅錠的收益率為67.26%。
實(shí)施例3
（1）噴涂漿料的制備：首先將720g氮化硅粉體加入到1800ml超純水中，攪拌30min得到均勻的氮化硅漿液；然后將450ml硅溶膠加入到所述氮化硅漿液中，繼續(xù)攪拌均勻制得噴涂漿料；
（2）刷涂漿料的制備：首先量取675ml步驟（1）所述噴涂漿料用作刷涂漿料前驅(qū)體，然后加入1010ml超純水，攪拌均勻制得刷涂漿料；
（3）氮化硅涂層的制備：首先將刷涂漿料均勻地刷涂在坩堝內(nèi)表面上，待水分蒸發(fā)后再將噴涂漿料均勻噴涂到坩堝內(nèi)表面上，所述坩堝溫度為70℃，所述噴涂距離為20cm，所述噴涂壓力為0.25MPa。
硅錠的收益率為67.54%。
實(shí)施例4
（1）噴涂漿料的制備：首先將900g氮化硅粉體加入到2000ml超純水中，攪拌15min得到均勻的氮化硅漿液；然后將300ml硅溶膠加入到所述氮化硅漿液中，繼續(xù)攪拌均勻制得噴涂漿料；
（2）刷涂漿料的制備：首先量取800ml步驟（1）所述噴涂漿料用作刷涂漿料前驅(qū)體，然后加入800ml超純水，攪拌均勻制得刷涂漿料；
（3）氮化硅涂層的制備：首先將刷涂漿料均勻地刷涂在坩堝內(nèi)表面上，待水分蒸發(fā)后再將噴涂漿料均勻噴涂到坩堝內(nèi)表面上，所述坩堝溫度為90℃，所述噴涂距離為25cm，所述噴涂壓力為0.3MPa。
硅錠的收益率為67.85%。
實(shí)施例5
（1）噴涂漿料的制備：首先將850g氮化硅粉體加入到1700ml超純水中，攪拌20min得到均勻的氮化硅漿液；然后將250ml硅溶膠加入到所述氮化硅漿液中，繼續(xù)攪拌均勻制得噴涂漿料；
（2）刷涂漿料的制備：首先量取780ml步驟（1）所述噴涂漿料用作刷涂漿料前驅(qū)體，然后加入1170ml超純水，攪拌均勻制得刷涂漿料；
（3）氮化硅涂層的制備：首先將刷涂漿料均勻地刷涂在坩堝內(nèi)表面上，待水分蒸發(fā)后再將噴涂漿料均勻噴涂到坩堝內(nèi)表面上，所述坩堝溫度為60℃，所述噴涂距離為30cm，所述噴涂壓力為0.5MPa。
硅錠的收益率為68.03%。
實(shí)施例6
（1）噴涂漿料的制備：首先將760g氮化硅粉體加入到1900ml超純水中，攪拌15min得到均勻的氮化硅漿液；然后將380ml硅溶膠加入到所述氮化硅漿液中，繼續(xù)攪拌均勻制得噴涂漿料；
（2）刷涂漿料的制備：首先量取460ml步驟（1）所述噴涂漿料用作刷涂漿料前驅(qū)體，然后加入460ml超純水，攪拌均勻制得刷涂漿料；
（3）氮化硅涂層的制備：首先將刷涂漿料均勻地刷涂在坩堝內(nèi)表面上，待水分蒸發(fā)后再將噴涂漿料均勻噴涂到坩堝內(nèi)表面上，所述坩堝溫度為85℃，所述噴涂距離為20cm，所述噴涂壓力為0.2MPa。
硅錠的收益率為67.33%。