METHOD FOR PREPARING A SILICON BLOCK, MOULD MADE OF QUARTZ GLASS OR QUARTZ SUITABLE FOR THAT METHOD, AND METHOD FOR THE PREPARATION OF SAME

• Main Authors: SCHENK, CHRISTIAN, NIELSEN, NILSRISTIAN, SCHEICH, GERRIT, NADOLNY, SANDRA, FREUDENBERG, BERNHARD, DADZIS, KASPARS, LEHMANN, WALTER, WOLNY, FRANZISKA, FISCHER, GERD
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 10.02.2016
• Subjects: AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR; CHEMISTRY; CRYSTAL GROWTH; GLASS; MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES; METALLURGY; MINERAL OR SLAG WOOL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; SINGLE-CRYSTAL-GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung einer Solarkokille mit Rechteckform zum Einsatz in einem Kristallzüchtungsprozess für Silizium wird auf einer Innenwandung eines Kokillenbasiskörper aus Quarzglas oder aus Quarzgut unter Einsatz einer Dispersion eine SiO 2 -haltige Schlickerschicht mit einer Schichtdicke von mindestens 0,1 mm aufgebracht und die Schlickerschicht getrocknet und unter Ausbildung einer Diffusionssperrschicht thermisch verdichtet. Um hiervon ausgehend ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer Solarkokille zur Verfügung zu stellen, die die Züchtung eines Siliziumblock hoher Reinheit und mit geringem Materialverlust ermöglicht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Dispersion eine Dispersionsflüssigkeit und amorphe SiO 2 -Teilchen enthält, die eine Grobfraktion mit Teilchengrößen im Bereich zwischen 1 µm bis 50 µm sowie eine Feinfraktion mit SiO 2 -Nanoteilchen mit Teilchengrößen von weniger als 100 nm bilden, wobei der Gewichtsanteil der SiO 2 -Nanoteilchen bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersion im Bereich zwischen 2 und 15 Gew.-% beträgt, und dass die SiO 2 -haltige Körnungsschicht erst durch Aufheizen des Siliziums beim Kristallzüchtungsprozess thermisch zu der Diffusionssperrschicht verdichtet wird. A method for producing a solar crucible includes providing a crucible base body of transparent or opaque fused silica having an inner wall, providing a dispersion containing amorphous SiO2 particles, applying a SiO2-containing slip layer to at least a part of the inner wall by using the dispersion, drying the slip layer to form a SiO2-containing grain layer and thermally densifying the SiO2-containing grain layer to form a diffusion barrier layer. The dispersion contains a dispersion liquid and amorphous SiO2 particles that form a coarse fraction and a fine fraction with SiO2 nanoparticles. The weight percentage of the SiO2 nanoparticles based on the solids content of the dispersion is in the range between 2 and 15% by weight. The SiO2-containing grain layer is thermally densified into the diffusion barrier layer through the heating up of the silicon in the crystal growing process.