Как изготавливаются кварцевые тигли?

Кварцевые тигли являются важными расходными материалами в полупроводниковой и фотоэлектрической промышленности, и процесс их производства напрямую влияет на качество и стоимость выращивания кристаллов кремния. Чистота сырья и контроль процесса особенно важны при производстве кварцевых тиглей для монокристаллического кремния. Итак, как же на самом деле изготавливаются эти ключевые компоненты? Ниже описаны два основных метода производства, чтобы обеспечить более интуитивное понимание процесса производства непрозрачных кварцевых тиглей для фотогальваники.

Основные производственные процессы Кварцевые тигли

В настоящее время широко используются два метода производства: суспензионное формование и литьевое затвердевание (литье под давлением). Хотя оба они служат одной и той же цели — производству кварцевых тиглей высокой чистоты, — они различаются конкретными технологическими процессами и характеристиками готового продукта.

1. Формование суспензии

Это традиционный метод производства монокристаллических кремниево-кварцевых тиглей для солнечных элементов, и этот процесс является относительно зрелым.

Подготовка сырья

Выберите кварцевый песок высокой чистоты, измельчите его в мелкий порошок, смешайте со связующим и другими вспомогательными материалами и приготовьте суспензию определенной степени текучести.

Молдинг

Шлам выливают во вращающуюся форму и равномерно распределяют по стенкам формы с помощью центробежной силы для формирования корпуса тигля. Этот процесс требует точного контроля однородности раствора и скорости вращения формы, чтобы обеспечить постоянную толщину стенок.

Сушка и расформовка

Сформованное тело предварительно сушится в форме и после достижения необходимой прочности аккуратно извлекается из формы.

Спекание

Тело спекается в высокотемпературной печи, что позволяет частицам кварца сцепляться при высоких температурах, образуя плотную структуру. Температура и время спекания напрямую влияют на характеристики готового продукта.

2. Метод литьевого затвердевания

Это новый процесс, который быстро развивался в последние годы и особенно подходит для производства крупномасштабных фотоэлектрических кварцевых тиглей.

Приготовление суспензии

Подобно методу суспензии, при этом больший упор делается на текучесть суспензии и ее свойства затвердевания. Кварцевый порошок смешивают со специальным гелеобразователем для получения суспензии для инъекций.

Литье под давлением

Суспензию впрыскивают в предварительно нагретую форму с помощью литьевой машины. В определенных условиях суспензия быстро загущается и принимает форму тигля.

Сушка и спекание

После формования тигель подвергается тщательной сушке и высокотемпературному спеканию. Благодаря равномерному формованию структура тигля после спекания получается более плотной и однородной.

Сравнение процессов

Независимо от используемого метода, производство высококачественной кварцевые тигли требует высокой чистоты сырья и тщательного контроля процесса. Кварцевые тигли незаменимы в полупроводниковой и фотоэлектрической областях, обеспечивая бесперебойное производство монокристаллического кремния и его максимальное применение в других промышленных цепочках, таких как солнечная энергетика.