Taviace nádoby

Číslo patentu: E 18676

Dátum: 19.12.2011

Autor: Roligheten Rune

Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Opis 0001 Vynález sa týka spôsobu výroby taviacich nádob na výrobu ingotov z kremíka a taviacej nádoby.0002 Kremík je prvok s rôznym priemyselným použitím.0003 Jedným použitím je použitie vo fotovoltaických aplikáciách. Prefotovoltaický priemysel je potrebný ultračistý kremík.0004 Kvôli otázkam spojeným so zmenou klímy a zásobovania energiou,zažíva teraz fotovoltaická slnečná energia významný priemyselný rozvoj. Aby bola solárna energia konkurencieschopná oproti tradičným zdrojom energie, jezásadné, aby sa znížili náklady ňu.0005 Na výrobu solárnych článkov sa používa polykryštalický a monokryštalický kremík. Kryštalizácia kremíka alebo silícia sa typicky vykonáva kryštalizáciou v taviacich nádobách. Tento spôsob je založený na efekte, že ingoty môžu byt vyrábané z roztaveného kremíka, ktorý sa pomaly ochladzuje. Jedná sa o metódu riadeného tuhnutia. vyrábajú sa ingoty, ktoré sa režú na menšie bloky a ďalej na plátky (wafers).0006 Na udržiavanie čistoty kremíka musí byt taviaca nádoba vysoko inertná a umožňovať riadenie teplotného gradientu počas tuhnutia. Pretože taviaca nádoba je v priamom kontakte s roztaveným kremíkom, môže byt zdrojom znečistenia. Taviaca nádoba by mala byť chemicky inertná a odolávatvysokým teplotám až 1500 °C po relatívne dlhé časy.0007 Typické komerčne dostupné materiály sú taviace nádoby, vyrobené z oxidu kremičitého (SÍOQ). Počas fázovej transformácie po ochladení materiál oxidu kremičitého typicky praská. Taviace nádoby z oxidu kremičitého sú teda len na jednorazové použitie. Nečistoty z materiálu oxidu kremičitého sa môžurozptýlit do materiálu plátku, čo znižuje elektrickú výkonnosť solárnych článkov.0008 Boli uskutočňované pokusy zavádzať ďalšie materiály, najmä nitrid kremíka (Si 3 N 4) ako materiál pre taviace nádoby.0009 Dokument W 0 2007/148986 opisuje taviacu nádobu, vyrobenú z takzvaného nitridom spojeného nitridu kremíka. Podľa tohto dokumentu,materiál vytvorený 2 kaše s viac ako 60 hmotn. °/o častíc nitridu kremíka a menej ako 40 hmotn. častíc kremíka, sa sformuje do taviacej nádoby a0010 Dokument W 0 2004/016835 opisuje spôsob výroby taviacich nádob Iisovaním za sucha kremíkových častíc, nasíedované premenou na nitrid0011 Dokument EP O 268 166 opisuje materiál pre výrobu napríkladtaviacich nádob obsahujúcich kremík, dusík a kyslík.0012 Okrem týchto pokusov nebola ešte úspešná výroba taviacich nádob z nitridu kremíka, ktoré sú znovu použiteľné a umožňujú výrobu ingotov s0013 Predmetom tohto vynálezu je poskytnúť taviace nádoby, ktoré prekonávajú aspoň niektoré nevýhody z doterajšieho stavu techniky, najmä výrobu opätovne použiteľných taviacich nádob a/alebo taviacich nádob, ktoréumožňujú výrobu kremíkových ingotov majúcich vylepšené vlastnosti.0014 Tento predmet je riešený spôsobom podľa tohto vynálezu. Spôsob podľa tohto vynálezu je spôsob výroby taviacej nádoby zahrňujúci kroky- prípravy kaše tuhých látok a kvapalín, pričom tuhé látky pozostávajú z- až 1 (hmotn./hmotn.) spojiva o sformovanie kaše do nevypáleného črepu taviacej nádoby- ohrievanie nevypáleného črepu v dusíkovej atmosfére, voliteľne obsahujúcejinertný plyn, pre zreagovanie kremíka aspoň čiastočne na nitrid kremíka.0015 Podľa tohto vynálezu sa v prvom kroku pripraví kaša. Kaša obsahuje tuhé látky a kvapaliny. Z tuhých látok v materiáli aspoň 63,5 hmotn. sú(častice) kovového prášku kremíka. Zo zmesi tuhých látok a kvapalín možno tuhé látky obnoviť ohriatim zmesi v otvorenom usporiadaní pri normálnom tlaku na teplotu 250 °C počas 24 h. Z týchto takto získaných tuhých látok aspoň 63,5hmotn. je kovový prášok kremíka.0016 Kovový prášok kremíka podľa tohto vynálezu je striebrosiw alebo tmavosivý prášok s kovovým leskom. Možno ho zakúpiť od mnohých spoločností s rôznymi veľkosťami častíc. Prášok podľa tohto vynálezu jemateriál majúci veľkosť častíc až 500 m.0017 V niektorých uskutočneniach je užitočné použit veľkost častíc menšiu ako 100 m alebo menšie ako 45 m. Je tiež možné používat rôzne veľkostičastíc kremíkového prášku alebo ďalšie prísady spoločne.0018 Podľa tohto vynálezu je kovový prášok kremíka skombinovaný s vodou. Výhodná kvapalina je voda, môžu však byť tiež použité organickérozpúšťadlá alebo zmesi organických rozpúšťadiel s vodou.0019 Častice sú typicky ponúkané v rozsahoch veľkosti častíc, napríklad 0 až 100 m alebo 0 až 45 m. V týchto prípadoch je veľkost častíc 100 m alebo0020 V jednom vyhotovení je velkosť častíc určená na základe mediánovej veľkosti častíc. V tom prípade sa rozdelenie veľkosti častíc analyzuje podľa ISO 9276-5.0021 Hmotnostná mediánová veľkost častíc rozdeľuje častice na dve polovice 50 hmotnosti častíc je väčších 50 hmotnosti častíc je menších.To je tiež označené ako d 50.0022 V tom pripade by stredný hmotnostný priemer častíc výhodne mal byt medzi 15 a 75 m.0023 V ďalšom vyhotovení sa použije rozsah veľkostí častíc s najvyšším výskytom k charakterizovaniu rozdelenia veľkostí častíc. Ten je tiež označenýako modus. Uprednostňuje sa modálna veľkost častíc 15 až 75 m.0024 Zmiešaním aspoň dvoch rôznych rozdelení častíc sa celkové rozdelenie veľkostí častíc stane aspoň bimodálne. To je obzvlášť uprednostňované. V bimodálnej zmesi existujú dva priemery častíc, ktoré savyskytujú s vyššou frekvenciou ako susedné veľkosti častíc.0025 V niektorých uskutočneniach kaša, ktorá je sformovaná do nevypáleného črepu, obsahuje navyše prášok SiC. Ak je prítomný prášok SiC,je prítomný v množstve aspoň 1 , výhodne aspoň 5 hmotn. tuhých látok. V niektorých uskutočneniach množstvo prášku SiC je až 10 alebo až 20alebo až 25 hmotn. tuhých látok. 0026 Prítomnosť SiC ďalej zvyšuje tepelnú vodivosť.0027 V niektorých uskutočneniach zmes ďalej obsahuje katalyzátor. Množstvo približne až 0,5 hmotn. tuhých látok sa preukáže ako dostatočné.Jeden uprednostňovaný katalyzátorje FeO.0028 V ďalších uskutočneniach materiál obsahuje spojlvo. Spojivo môže pomáhať stabilizovať nevypálený črep. Množstvo spojiva 1,0 hmotn. zmesi jetypicky dostatočné. Vhodné spojivá sú napríklad vodné polymérové disperzie.0029 Organické materiály sú vypálené z materiálu počas skorej fázyvypaľovania a nie sú prítomné v konečnej taviacej nádobe.0030 Je možné, že materiál pre tvorbu nevypáleného črepu tiež obsahuje nitrid kremíka. uprednostňuje sa, aby sa na výrobu nevypáleného črepu nepoužíva žiadny nitríd kremíka. Množstvo nitridu kremíka by nemalo prekračovat 10 hmotn. tuhých materiálov, výhodne by nemalo prekračovať 5a ešte výhodnejšie by nemalo prekračovat 1 v tuhom materiáli.0031 Pre zmiešanie materiálu je tiež možné použit guľôčkové mleclezariadenie. GuIôčky nitridu kremíka môžu byt použité ako mlecle médium.0032 Tento materiál sa používa na vytváranie nevypáleného črepu tavlacej nádoby na kryštalizáciu kremíka. Taviaca nádoba je nádoba, ktorá je schopná znášať vysokú teplotu (nad 1000 °C). Má tvar kalíška s jedným veľkým otvorom. Môže mat množstvo rôznych tvarov, vrátane kruhového, obdĺžnikového apodobne. Uskutočnenia formovania nevypáleného črepu sú Iiatie odlievacou

MPK / Značky

MPK: C30B 35/00, C04B 35/591, F27B 14/10

Značky: taviace, nádoby

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-e18676-taviace-nadoby.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Taviace nádoby</a>

Podobne patenty