CN104703914B - 多晶硅锭及其制造方法、坩埚 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多晶硅锭及其制造方法、坩埚，其中该坩埚底面粗糙，且具有空间分布的多个三维几何形状；该坩埚内表面涂覆有至少一层涂层，所述坩埚底面涂层中具有作为硅的异质形核点的颗粒状物质。本发明实施例的坩埚底面涂覆至少一层涂层，涂层中的颗粒状物质可以在后续长晶过程中作为硅的形核点，抑制其它区域晶核的形成，使晶粒的分布更均匀，并且，首先形核的晶粒在坩埚底面的凹坑处即开始进行竞争，一定晶向的晶粒在竞争过程中占有优势，并最终被保留，从而使晶核的取向趋于一致，即采用该方法生长的多晶硅锭中的晶粒大小均匀，晶粒取向较为一致，并降低了晶体内部的位错密度，提高了少子寿命，从而提高了多晶硅太阳能电池的转换效率。

Description

多晶硅锭及其制造方法、坩埚

技术领域

本发明涉及单晶硅、多晶硅的制造技术和光电领域，尤其涉及一种多晶硅锭及其制造方法、坩埚。

背景技术

太阳能电池可将光能转换为电能，光电转换效率和衰减是衡量太阳能电池质量好坏的重要参数，而生产成本的高低也成为了制约太阳能电池发展的重要因素。目前，根据材料的不同，太阳能电池主要分为单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池两种。单晶硅太阳能电池转换效率高，但是生产成本很高，多晶硅太阳能电池成本低，但转换效率则相对较低。目前，由于较高的性价比，多晶硅太阳能电池在光伏市场份额上占据优势。

现有技术中多采用定向凝固法生产多晶硅锭，其过程主要为，在内表面平坦的坩埚中投放硅料，之后将硅料全部熔化，通过控制铸锭炉内的温度，使多晶硅锭自下而上的定向凝固，得到多晶硅锭。

但是，采用现有技术中生产的多晶硅锭制作的太阳能电池的转换效率一直难以提高，出现这种情况很大一部分原因在于多晶硅锭的质量，因此，如何制作性能良好的多晶硅锭成为业界热门的研究方向。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多晶硅锭及其制造方法、坩埚，使生长得到的多晶硅锭中的晶粒大小更均匀，晶向更加一致，并降低了晶体内部的缺陷密度，从而提高了多晶硅太阳能电池的转换效率。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种坩埚，应用于多晶硅锭的铸造过程，该坩埚底面粗糙，且具有空间分布的多个三维几何形状；该坩埚内表面涂覆有至少一层涂层，所述坩埚底面涂层中具有作为硅的异质形核点的颗粒状物质，所述内表面包括内壁和底面，所述底面为坩埚内表面的底面。

优选的，所述涂层包括氮化硅涂层、氮化硅与碳化硅的复合涂层、和氮化硅与二氧化硅的复合涂层中的至少一种，所述氮化硅涂层中的颗粒状物质为氮化硅颗粒，所述氮化硅与碳化硅的复合涂层中的颗粒状物质为氮化硅颗粒和碳化硅颗粒，所述氮化硅与二氧化硅的复合涂层中的颗粒状物质为氮化硅颗粒和二氧化硅颗粒。

优选的，所述氮化硅与碳化硅的复合涂层中，碳化硅的重量比为0-5％，碳化硅的重量比不为零；所述氮化硅与二氧化硅的复合涂层中，二氧化硅的重量比为0-5％，二氧化硅的重量比不为零。

优选的，所述坩埚的底面为所述氮化硅与碳化硅的复合涂层、或氮化硅与二氧化硅的复合涂层，所述坩埚的内壁为氮化硅涂层。

优选的，所述涂层的厚度为10μm-500μm，包括端点值。

优选的，所述底面的粗糙度Ra为5μm-5mm。

优选的，所述三维几何形状在坩埚底面为不规则排布，且所述三维几何形状为顶点向下，开口向上的空心结构。

优选的，所述多个三维几何形状的空间分布方式为，所述多个三维几何形状的顶点和/或开口距坩埚外表面的底面的距离不等。

优选的，所述多个三维几何形状的空间分布方式为，在沿坩埚口部向坩埚底部的方向，所述多个三维几何形状呈不规则排布。

优选的，所述多个三维几何形状的开口形状相同或不同。

本发明实施例还公开了一种多晶硅锭制造方法，采用以上所述的坩埚，该制造方法包括：在坩埚底部紧密铺设硅料，得到第一硅料层，所述第一硅料层中的硅料为块状硅料、碎硅料或硅粉；在所述第一硅料层上继续填装硅料，直至硅料填装完成；熔化所述坩埚内的所有硅料，得到硅液；控制多晶硅铸锭炉内的热场，对所述硅液进行结晶，直至晶体生长完成，得到多晶硅锭。

优选的，所述第一硅料层中的硅料间的间隙为0-20mm。

本发明实施例还公开了一种多晶硅锭，采用以上方法制造，该多晶硅锭的位错密度为10²-10⁵个/cm²。

优选的，该多晶硅锭的晶粒长边长度为2mm-30mm，包括端点值。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的坩埚底面涂覆有至少一层涂层，涂层中的颗粒状物质可以在后续长晶过程中作为硅的形核点，在结晶初始时，由于底面粗糙，位于坩埚底面凹陷的位置，尤其是三维几何形状的顶或底区域附近的涂层中的硅晶粒会优先形核并长大，并在后续的生长过程中，会抑制其它区域晶核的形成，从而使晶粒的分布更均匀，进一步的，底面粗糙的坩埚对晶粒的晶体学取向有一定的引导作用，首先形核的晶粒在坩埚底面的凹坑处即开始进行竞争，一定晶向的晶粒在竞争过程中占有优势，并最终保留了下来，从而使晶核的取向趋于一致，因此，采用该方法生长的多晶硅锭中的晶粒大小均匀，晶粒取向较为一致，并降低了晶体内部的位错密度，提高了少子寿命，从而提高了多晶硅太阳能电池的转换效率。

附图说明

图1为本发明实施例公开的坩埚的剖面图；

图2为本发明实施例公开的坩埚底部的俯视图；

图3为本发明实施例公开的坩埚底部的局部剖面放大图；

图4为本发明实施例公开的多晶硅锭制造方法流程图；

图5为现有技术中多晶硅锭中部区域的晶体示意图；

图6为本发明实施例公开的多晶硅锭中部区域的晶体示意图；

图7为现有技术中的多晶硅锭中部的多晶硅片上的位错分布图；

图8为本发明实施例公开的多晶硅锭中部的多晶硅片上的位错分布图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，采用现有技术中的铸锭工艺得到的多晶硅锭质量较差，采用现有技术中的多晶硅锭制作的太阳能电池的转换效率低，发明人研究发现，出现这种问题的原因在于，现有技术中的多晶硅锭在晶体生长过程中，晶体随机形核并生长，造成最后形成的硅锭中的晶粒大小存在很大的差异，在大晶粒之间会夹杂一些小晶粒，或者在大晶粒内部分布着亚晶界等缺陷，小晶粒的尺寸又过小，导致硅锭内部晶界多，位错多，这些亚晶和位错等缺陷又极易成为光生载流子的复合中心，尤其是位错，具有很强的复合活性，从而导致制作出的太阳能电池中的少子寿命低，大大降低了电池的转换效率。

为解决上述问题，本发明提供了一种坩埚，以及采用这种坩埚的多晶硅锭制造方法和制作出的多晶硅锭，其中，该坩埚内表面的底面粗糙，且具有空间分布的多个三维几何形状；该坩埚内表面涂覆有至少一层涂层，所述涂层中具有作为硅的异质形核点的颗粒状物质，所述内表面包括内壁和底面。

该多晶硅锭制造方法包括，在坩埚底部紧密铺设硅料，得到第一硅料层，所述第一硅料层中的硅料为块状硅料、碎硅料或硅粉；在所述第一硅料层上继续填装硅料，直至硅料填装完成；熔化所述坩埚内的所有硅料，得到硅液；控制多晶硅铸锭炉内的热场，对所述硅液进行结晶，直至晶体生长完成，得到多晶硅锭。采用该方法制作出的多晶硅锭的位错密度较现有技术中的多晶硅锭的位错密度降低了1-3个数量级，为10²-10⁵个/cm²。且该多晶硅锭的晶粒长边长度为2mm-30mm，包括端点值。显然，本发明实施例得到的多晶硅锭的质量得到了很大的提高。

上述方案通过采用底面粗糙且涂覆有涂层的坩埚来放置硅料，硅料熔化后的长晶过程中，涂层中具有作为硅的异质形核点的颗粒状物质，尤其是坩埚底面凹陷区域的涂层中具有颗粒状物质的位置处会优先形核并长大，在后续的生长过程中，抑制其它区域晶核的形成。

在坩埚底面的凹陷区域形核后，使硅晶体具有了特定的形核位置，从而使晶粒分布均匀。进一步的，由于坩埚的底面粗糙，在底面的同一凹陷区域形成的多个晶核在生长到凹陷区域顶部前，同样会经过择优竞争，在该过程中，一定晶向的晶粒在竞争过程中占有优势，并最终保留了下来，从而使晶粒的取向趋于一致，经过该择优竞争之后，使得晶体在后续进行柱状生长之前，在同一凹陷区域保留的晶核数量减少，从而进一步增加了晶粒分布的均匀性，使晶体的取向趋于一致，进而降低了晶体内部的位错密度，延长了少子寿命，从而提高了多晶硅太阳能电池的转换效率。

需要说明的是，作为异质形核点的颗粒状物质可能来源于坩埚，也可以为后续人为涂覆的涂层，在以下实施例中仅以后者为例进行说明。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

基于上述研究的基础上，本发明实施例提供了一种坩埚，其剖面图如图1所示，俯视图如图2所示，图3为坩埚底部的局部放大图，该坩埚应用于多晶硅锭的铸造过程，该坩埚内表面的底面11粗糙，且底面11上具有不规则的空间分布的多个三维几何形状12，并且，该坩埚内表面涂覆有至少一层涂层14，所述内表面包括内壁13和底面11，所述坩埚底面11涂层中具有作为硅的异质形核点的颗粒状物质(图中未示出)，所述底面为坩埚内表面的底面。其中，图中的粗糙程度仅用来示出坩埚底部三维几何形状12的结构及分布方式，各部分的尺寸及比例并不作为对实际坩埚结构的限制。

需要说明的是，在多晶硅锭结晶生长过程中，由于坩埚的存在，硅液(即母相)中存在着其他固相颗粒，新的形核晶粒会依附于已有的固相颗粒，在已有的固相颗粒表面形核(该已有的固相颗粒又称为异质形核点)，这就降低了硅晶体的形核功。本实施例中将涂层中的颗粒状物质作为硅锭的异质形核点，硅晶体可以在该位置处优先形核，并从而在后续硅锭的生长过程中，能够抑制硅液内其它区域晶核的形成，从而在一定程度上降低了晶界和位错密度。

进一步的，形核的难易程度与形核功的大小有关，坩埚底面凹陷区域能够降低硅晶体的形核功，也就是说，位于坩埚底面凹陷区域处晶粒成核所需越过的能量势垒要低于其它区域，并且成核后优先生长，从而进一步的抑制其它区域晶核的形成和生长，从而使最终形成的晶体的有序性增加，同时由于优先形核的颗粒状物质位于坩埚底面凹陷区域，首先形核的晶体在坩埚底面的凹坑处即开始进行竞争，一定晶向的晶体在竞争过程中占有优势，并最终保留了下来，这就使晶核的取向趋于一致，进而使最终得到的多晶硅锭的晶向更加一致，晶体的有序度增加，使晶体内部的位错密度降低，从而延长了少子寿命，提高了多晶硅太阳能电池的转换效率。

其中，本实施例中的涂层14包括氮化硅涂层、氮化硅与碳化硅的复合涂层、和氮化硅与二氧化硅的复合涂层中的至少一种，具体的，坩埚底面和内壁可以采用相同的涂层，如均为氮化硅涂层、或以上任一种复合涂层，也可以采用不同的涂层，如底面采用以上任一种复合涂层，内壁采用氮化硅涂层，或底面采用氮化硅涂层，内壁采用以上任一种复合涂层。

所述氮化硅涂层中的颗粒状物质为氮化硅颗粒，所述氮化硅与碳化硅的复合涂层中的颗粒状物质为氮化硅颗粒和碳化硅颗粒，所述氮化硅与二氧化硅的复合涂层中的颗粒状物质为氮化硅颗粒和二氧化硅颗粒。

根据以上分析可知，本实施例中将涂层涂覆在坩埚粗糙的底面，相比于单纯的在平坦的坩埚底面涂覆氮化硅涂层和单纯制作底面粗糙的坩埚来说，生长的多晶硅锭的性能更好。

一般铸锭用的坩埚多为石英坩埚，但是单纯的使用石英坩埚，在铸锭时容易出现开裂的问题，其主要原因为，熔融的硅可与其接触的二氧化硅反应，形成一氧化硅和氧；其中，氧可污染硅，一氧化硅具有挥发性；并且其还可与炉内的石墨部件形成碳化硅和一氧化碳，生成的一氧化碳继而可与熔融的硅反应，形成挥发性一氧化硅、碳化硅或掺杂剂的碳化物、氧化物和碳，碳可污染硅。二氧化硅与熔融硅之间的上述反应促使硅黏附在坩埚上。但由于二氧化硅和硅之间的热膨胀系数不一样，导致硅锭在冷却时易发生开裂。

为此，在坩埚内表面涂覆较厚的氮化硅，以阻止二氧化硅与熔融的硅液反应，同时也便于多晶硅锭脱模，要起到这种作用要求氮化硅的纯度越高越好。

但是，形核功的大小还与母相和固相颗粒的接触角有关，接触角的大小与母相和固相颗粒的材质有关，在母相材料固定的情况下，合适材料的异质形核点，所需的形核功小，形核更加容易。相对于氮化硅颗粒来说，碳化硅和氧化硅颗粒与硅液的接触角更小，采用碳化硅和氧化硅颗粒作为硅的异质形核点，硅晶体形核所需的能量更低，即更加易于形核，因此本实施例中为形成性能更加良好的多晶硅锭，同时避免引入新的杂质，优选在氮化硅中掺杂少量的碳化硅或二氧化硅，即本实施例中优选在坩埚内表面涂覆复合涂层，并且为降低在铸锭过程中，碳化硅和二氧化硅对坩埚的影响和对硅锭的污染情况，必须严格控制碳化硅或二氧化硅的含量。

本实施例中优选氮化硅与碳化硅的复合涂层中，碳化硅的重量比在5％以下，包括端点值，如2％、3％或4％；氮化硅与二氧化硅的复合涂层中，二氧化硅的重量比在5％以下，包括端点值，如2％、3％或4％。

进一步的，为了最大限度的减小碳化硅或二氧化硅对铸锭过程的影响，同时由于在长晶初期，优先形核的区域为坩埚底面凹陷部位，一旦坩埚底面晶粒取向确定后，即可引导后续的长晶过程，在后续长晶过程中，应尽量减少坩埚侧壁的成核，为此，本实施例中更优选在坩埚底面采用以上任一种复合涂层，内壁采用氮化硅涂层。

本实施例中优选涂层的厚度为10μm-500μm，包括端点值，以减小坩埚本身的杂质对铸锭过程的影响。

并且，本实施例中的涂层可以为单层涂层和多层涂层，对于复合涂层来说，可将碳化硅或二氧化硅颗粒与氮化硅颗粒混合在一起后，直接涂覆在坩埚内表面，也可以将单独的碳化硅或二氧化硅溶液涂覆在坩埚内表面后，再另外涂覆氮化硅溶液，不同溶液的涂覆顺序不限，即也可先涂氮化硅溶液，再涂碳化硅或二氧化硅溶液，或者不同溶液交叉多层涂覆。为了在粗糙的坩埚底面形成均匀的涂层，本实施例中优选采用喷涂工艺将涂层所用溶液涂覆在坩埚内表面。

本实施例中坩埚内表面的底面的粗糙度Ra大于5μm，且小于5mm，包括端点值，更优选为Ra大于10μm，且小于2mm。

本实施例中的三维几何形状12为顶点向下，开口向上的空心结构，需要说明的是，本实施例中的坩埚底面的三维几何形状可以为规则排布，也可以不规则排布，本实施例中为了减小加工难度，降低对坩埚底面的三维几何形状的精细度的要求，优选三维几何形状在坩埚底面为不规则排布，即三维几何形状12的开口所在平面与坩埚底部可以不平行，且在沿坩埚口部向坩埚底部的方向(以下简称俯视)，该空心倒立结构的开口形状任意，可以为三角形、四边形、五边形等，并且，从俯视图上看，整个底面的空心倒立结构的开口形状可以相同，也可以不同，并且可呈不规则排布，在剖面图上看，多个三维几何形状的顶点和/或开口距坩埚外表面的底面的距离可以相等或不等。

由于石英坩埚表面的微结构也在微米量级，而本实施例中的坩埚底面的粗糙度(与三维几何形状的径向尺寸近似)与石英坩埚表面的微结构的数量级相差不大，坩埚底面的三维几何形状产生的应力对坩埚底面的影响不大，因此，本实施例中对坩埚底部的厚度要求不大，该坩埚底部厚度可与常规坩埚的厚度相同，或稍大于常规坩埚的厚度，本实施例中优选所述坩埚底部的厚度为10-50mm。

并且，由于本实施例中坩埚底面的三维几何形状的排列不规则，且尺寸不大，因此，在坩埚制作过程中，对坩埚底面的加工精度没有任何要求，即可避免制作复杂的模具，本实施例中粗糙的坩埚底面的形成方式有多种，比如在坩埚烧结致密前，可采用细毛刷等工具刷坩埚底面，在底面留下凹槽痕迹即可，之后再进行烧结定型；也可在坩埚底部撒些砂砾，之后采用粘结剂将砂砾固定在坩埚底部即可。本实施例中对形成坩埚底部粗糙结构的工艺不做具体限定。即本实施例中的坩埚的制作工艺更简单，对加工精度的要求很低。

本发明另一实施例还公开了一种多晶硅锭制造方法，该方法采用以上实施例所述的坩埚，其流程图如图4所示，该制造方法包括：

步骤S11：在坩埚底部紧密铺设硅料，以减小硅料间的空隙，得到第一硅料层，所述第一硅料层中的硅料为块状硅料、碎硅料或硅粉，本实施例中优选为硅粉；

本实施例中优选第一硅料层中的硅料间的间隙为0-20mm，由于硅料间的间隙很小，坩埚底面晶粒形核的时间较为一致，容易得到大小均匀，形状规则的晶粒；

步骤S12：在所述第一硅料层上继续填装硅料，直至硅料填装完成，该步骤中可采用碎硅料或大块硅料；

步骤S13：熔化所述坩埚内的所有硅料，得到硅液；

步骤S14：控制多晶硅铸锭炉内的热场，对所述硅液进行结晶，直至晶体生长完成，得到多晶硅锭。

硅液结晶过程中形成的固液界面为由坩埚边缘处向坩埚内部凸起的弧形界面(统称局部凸起的固液界面)，该弧形界面可有多个凸起，也可仅有一个凸起。在晶体生长初期，形成的晶粒比较小，但由于具有局部凸起的固液界面，使得晶体在定向生长过程中，晶粒会逐渐增大。同时，局部凸起的固液界面可在一定程度上抑制位错、晶界等缺陷的形成和增殖，提高了多晶硅锭的质量。

本发明另一实施例还公开了采用上述方法形成的多晶硅锭，其中部的晶粒示意图如图6所示，采用常规工艺和常规坩埚(内表面平坦且涂覆有氮化硅涂层的石英坩埚)制作得到的多晶硅锭中部的晶粒示意图如图5所示，从图中可以直接看出，使用常规坩埚和常规工艺制作得到的硅锭中的晶粒取向不一致，晶粒的大小差别很大。

发明人统计得到，使用常规坩埚和常规工艺生长的多晶硅锭中的晶粒大小相差很大，单张硅片上的晶粒长边在1mm到100mm之间都有分布，且同样尺寸的晶粒分布的位置很分散。而采用本发明实施例公开的坩埚和方法制作出的多晶硅锭中的晶粒大小相差很小，单张硅片上晶粒长边长度为2mm-30mm，包括端点值，且同样尺寸的晶粒分布位置较为集中。

并且，现有技术中的多晶硅锭的位错密度为10⁵-10⁶个/cm²，以多晶硅锭中部为例，其位错分布如图7所示，从图中可以看出，位错的密度很大；而采用本发明实施例公开的坩埚和方法制作出的多晶硅锭中部的位错分布如图8所示，位错密度比现有技术中的明显降低了很多，从多晶硅锭整体上来看，本发明实施例中的多晶硅锭的位错密度较现有技术降低了1-3个数量级，约为10²-10⁵个/cm²。显然，采用本发明实施例中公开的坩埚和工艺生长出的多晶硅锭的性能得到了很大的提高，晶核的取向更加趋向一致，晶粒的大小均匀，位错密度得到的很大的降低。

发明人经过多次试验对比得知，采用现有技术中的多晶硅锭制作出的太阳能电池的转换效率一般在17％左右，而采用本发明实施例中的多晶硅锭制作出的太阳能电池的转换效率可达17.5％，甚至更大，即采用本发明实施例中的多晶硅锭制作出的太阳能电池的转换效率比常规多晶硅片制作的太阳能电池的转换效率提高了0.5％以上。

综上所述，采用本发明实施例中的坩埚、多晶硅锭制作方法，使生长得到的多晶硅锭中的晶粒大小更均匀，晶核的晶向更加一致，并降低了晶体内部的位错密度和晶界密度，从而提高了多晶硅太阳能电池的转换效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种坩埚，应用于多晶硅锭的铸造过程，其特征在于，该坩埚底面粗糙，且具有空间分布的多个三维几何形状；该坩埚内表面涂覆有至少一层涂层，所述坩埚底面涂层中具有作为硅的异质形核点的颗粒状物质，所述内表面包括内壁和底面，所述底面为坩埚内表面的底面；

所述涂层包括氮化硅涂层、氮化硅与碳化硅的复合涂层、和氮化硅与二氧化硅的复合涂层中的至少一种，所述氮化硅涂层中的颗粒状物质为氮化硅颗粒，所述氮化硅与碳化硅的复合涂层中的颗粒状物质为氮化硅颗粒和碳化硅颗粒，所述氮化硅与二氧化硅的复合涂层中的颗粒状物质为氮化硅颗粒和二氧化硅颗粒；

所述坩埚的底面为所述氮化硅与碳化硅的复合涂层、或氮化硅与二氧化硅的复合涂层，所述坩埚的内壁为氮化硅涂层。

2.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述氮化硅与碳化硅的复合涂层中，碳化硅的重量比在5％以下，碳化硅的重量比不为零；所述氮化硅与二氧化硅的复合涂层中，二氧化硅的重量比在5％以下，二氧化硅的重量比不为零。

3.根据权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述涂层的厚度为10μm-500μm，包括端点值。

4.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述底面的粗糙度Ra为5 μm-5mm。

5.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述三维几何形状在坩埚底面为不规则排布，且所述三维几何形状为顶点向下，开口向上的空心结构。

6.根据权利要求5所述的坩埚，其特征在于，所述多个三维几何形状的空间分布方式为，所述多个三维几何形状的顶点和/或开口距坩埚外表面的底面的距离不等。

7.根据权利要求6所述的坩埚，其特征在于，所述多个三维几何形状的空间分布方式为，在沿坩埚口部向坩埚底部的方向，所述多个三维几何形状呈不规则排布。

8.根据权利要求7所述的坩埚，其特征在于，所述多个三维几何形状的开口形状相同或不同。

9.一种多晶硅锭制造方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的坩埚，该制造方法包括：

在坩埚底部紧密铺设硅料，得到第一硅料层，所述第一硅料层中的硅料为块状硅料、碎硅料或硅粉；

在所述第一硅料层上继续填装硅料，直至硅料填装完成；

熔化所述坩埚内的所有硅料，得到硅液；

控制多晶硅铸锭炉内的热场，对所述硅液进行结晶，直至晶体生长完成， 得到多晶硅锭。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一硅料层中的硅料间的间隙为0-20mm。

11.一种多晶硅锭，采用权利要求9所述的方法制造，其特征在于，该多晶硅锭的位错密度为102-105个/cm²。

12.根据权利要求11所述的多晶硅锭，其特征在于，该多晶硅锭的晶粒长边长度为2mm-30mm，包括端点值。