El crisol de cuarzo es un recipiente especializado de alta pureza hecho de vidrio de cuarzo, utilizado en las industrias fotovoltaica y de semiconductores para fundir y cristalizar silicio. Presenta una excelente estabilidad térmica (hasta 1450 °C), resistencia a la corrosión y una estructura de doble capa (capa exterior rica en burbujas y capa interior transparente) para optimizar la eficiencia y la pureza del crecimiento de los cristales.
Los crisoles de cuarzo son un producto especializado dentro de los productos de vidrio de cuarzo. Son contenedores utilizados en las industrias fotovoltaica y de semiconductores para contener silicio fundido y formar lingotes de silicio. Debido a las propiedades de los crisoles de cuarzo como limpieza, homogeneidad y resistencia a altas temperaturas. En términos de propiedades físicas y térmicas, su punto de deformación es de aproximadamente 1100 ℃, su punto de reblandecimiento es de 1730 ℃ y su temperatura máxima de servicio continuo es de 1100 ℃, con un máximo a corto plazo de 1450 ℃. Actualmente se utiliza ampliamente en el proceso de producción de extracción de silicio cristalino en los campos de la energía solar y los semiconductores y es un consumible en el proceso de producción de silicio cristalino.
La producción de crisoles de cuarzo semiconductores y crisoles de cuarzo fotovoltaicos sigue el mismo flujo de proceso: en primer lugar, mediante el uso de fuerza centrífuga y dispositivos de formación, las materias primas de arena de cuarzo se moldean en una determinada forma y espesor en un molde de crisol de cuarzo giratorio. Con arcos eléctricos de alta temperatura como fuente de calor, las materias primas de arena de cuarzo en el molde del crisol de cuarzo se funden a altas temperaturas. Una vez completada la fusión, se retiran los espacios en blanco del crisol de cuarzo. Coloque el crisol de cuarzo con el extremo hacia abajo sobre la plataforma de trabajo. Utilice equipos de molienda o varios dispositivos de chorro de arena para eliminar la arena adherida a la superficie exterior del crisol de cuarzo. Luego, utilice el equipo de corte y biselado de bordes y el dispositivo de centrado para corregir el crisol de cuarzo. Según los requisitos de altura, utilice el dispositivo de corte para cortar el crisol de cuarzo. Finalmente, utilice los dispositivos de biselado interior y exterior para biselar la cara del extremo cortado del crisol de cuarzo según sea necesario.
El crisol de cuarzo presenta una estructura de doble capa tanto por dentro como por fuera. Los primeros crisoles de cuarzo tenían una estructura totalmente transparente. Esta estructura transparente era propensa a provocar condiciones desiguales de transferencia de calor, lo que aumentaba la dificultad del crecimiento de las varillas de cristal. Además, la estructura uniforme requería una gran cantidad de arena de cuarzo de alta calidad y pureza y era costosa. Por tanto, el método de preparación de este tipo de crisol de cuarzo quedó básicamente eliminado. Los crisoles de cuarzo preparados por el método del arco son semitransparentes y tienen una estructura de capas interior y exterior. La capa exterior es una región con alta densidad de burbujas, conocida como capa compuesta de burbujas. La capa compuesta de burbujas se calienta de manera más uniforme y tiene un mejor efecto de conservación del calor. La capa interior es una capa transparente de 3 a 5 mm, conocida como capa de agotamiento de burbujas. La presencia de la capa de agotamiento de burbujas reduce la densidad de burbujas en el área de contacto entre el crisol y la solución, mejorando así la tasa de éxito del crecimiento monocristalino y la calidad de las varillas de cristal.
La pureza de la arena de cuarzo afecta significativamente la calidad del extracción de cristales. Durante el proceso de extracción del cristal, el contenido de grupos hidroxilo, elementos de impureza y burbujas dentro del crisol de cuarzo afectarán la calidad de la varilla de silicio y la vida útil del crisol de cuarzo. Entre ellos, la ruta del proceso puede mejorar el contenido de grupos hidroxilo, pero el contenido de impurezas y burbujas depende más de la pureza de la propia arena de cuarzo.
