以α-Si₃N₄和β-Si₃N₄粉为原料，采用免烧结工艺在坩埚内壁上分别制备了α-Si₃N₄涂层、β-Si₃N₄涂层以及二者质量比为1 ∶1的复合涂层，然后在这些涂层坩埚中制备得到了多晶硅铸锭，观察了涂层和硅锭的表面形貌，测试了硅锭的表面粗糙度、晶粒大小以及红区长度。结果表明：α-Si₃N₄涂层表面粗糙不平、起伏不均匀，对应硅锭的表面粗糙度和晶粒尺寸最大，红区最长；β-Si₃N₄涂层表面较平整且起伏均匀，对应硅锭的表面粗糙度最小，晶粒尺寸较小，红区最短；复合涂层的表面粗糙度介于上述二者之间，对应硅锭的晶粒尺寸最小，红区长度介于二者之间。

所属栏目

试验研究河南省科技发展计划项目（142102210428）

收稿日期

2016/4/52017/1/18

作者单位

李永乐:河南科技大学材料科学与工程学院, 洛阳 471003
黄金亮:河南科技大学材料科学与工程学院, 洛阳 471003有色金属共性技术河南省协同创新中心, 洛阳 471023
李飞龙:阿特斯光伏电力(洛阳)有限公司, 洛阳 471023
李谦:河南科技大学材料科学与工程学院, 洛阳 471003
李丽华:河南科技大学材料科学与工程学院, 洛阳 471003

备注

李永乐(1987-),男,河南三门峡人,硕士研究生.

引用该论文:

LI Yongle,HUANG Jinliang,LI Feilong,LI Qian,LI Lihua.Preparation and Characterization of Molten Multi-crystalline Silicon Ingot in Crucible Coated with Different Si₃N₄ Coatings[J].Materials for mechancial engineering,2017,41(5):59～62
李永乐,黄金亮,李飞龙,李谦,李丽华.不同Si₃N₄相涂层坩埚中全熔多晶硅锭的制备及表征[J].机械工程材料,2017,41(5):59～62

参考文献

【1】

LAN C W, YANG Y M, YU A,et al. Development of high quality multicrystalline silicon for photovoltaic industry[C]//Proceedings of the 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference (27th EU PVSEC). Frankfurt, Germany:[s.n.],2012.

【2】

ZIEGLER G, HEINRICH J, WÖTTING G. Relationships between processing, microstructure and properties of dense and reaction-bonded silicon nitride[J]. Journal of Materials Science, 1987, 22(9):3041-3086.

【3】

刘美,谭毅,许富民,等. 冶金提纯多晶硅用坩埚内壁氮化硅涂层的制备[J]. 机械工程材料,2011, 35(6):8-12.

【4】

LI T F, YEH K M, HSU W C,et al. High-quality multi-crystalline silicon (mc-Si) grown by directional solidification using notched crucibles[J]. Journal of Crystal Growth, 2011, 318(1):219-223.

【5】

申铣宪, 金延珉, 唐珊珊,等. 一种用于铸造高效多晶硅锭的方法:2013100086629[P].2013-04-03.

【6】

沈维根, 陈先荣, 朱华英,等. 一种太阳能高效多晶硅铸锭用坩埚底部引晶涂层的制备方法[J]. 金属功能材料, 2014, 21(5):27-31.

【7】

伊长浩, 周海萍, 周绪成,等. 异质形核生长高效多晶硅[C]//第13届中国光伏大会论文集.北京:中国可再生能源学会,2013.

【8】

周海萍, 伊长浩, 张兆玉,等. 氮化硅涂层改性石英颗粒辅助生长高效多晶硅[J]. 特种铸造及有色金属, 2014, 34(8):800-803.

【9】

WONG Y T, HSIEH C T, LAN A,et al. The effect of silica nucleation layers on grain control of multi-crystalline silicon in directional solidification[J]. Journal of Crystal Growth, 2014, 404:59-64.

【10】

BRYNJULFSEN I, ARNBERG L. Nucleation of silicon on Si₃N₄ coated SiO₂[J]. Journal of Crystal Growth, 2011, 331:64-67.

【11】

NAKAJIMA K, MORISHITA K, MURAI R,et al. Growth of high-quality multicrystalline Si ingots using non-contact crucible method[J]. Journal of Crystal Growth, 2012, 355:38-45.