一种石英坩埚侧部保温装置的制作方法

本发明涉及一种石英坩埚侧部保温装置，属于多晶硅铸锭炉设备领域。

背景技术：

太阳能是绿色可再生能源，在太阳能的有效利用中，光电利用是近年来发展最快、最具活力的研究领域。随着近几年太阳能电池的飞速发展与不断的推广应用，市场对于太阳能电池的需求量越来越大。晶体硅太阳能电池越来越多的应用于能源领域，其中，硅材料是光电利用的主要载体，晶体硅的制备是光伏电池的基础。

在太阳能光伏领域，利用定向凝固的方法生产多晶硅锭是普遍采用的方法。其基本原理是，将多晶硅锭硅料放置在石英坩埚中，放置在热场系统中，加热使得硅料完全融化，之后再降低温度实现长晶。石英坩埚的形变点为1075℃。通常，石英坩埚温度在1200℃时即开始软化，温度在1700℃时坩埚将全面开始软化。而由于硅的熔点约为1420℃，所以在硅熔化阶段，整个石英坩埚的温度会在1420℃以上，所以在硅料熔化阶段中石英坩埚会发生软化甚至变形。为了防止在硅料熔化时石英坩埚软化或变形而产生不利影响，需要用到坩埚护板。石墨的熔点约为3652℃，具有比石英高的多的熔点，故现有技术中，坩埚护板通常为石墨制成。一个方形的石英坩埚需要用到至少四片坩埚护板，四片护板立于坩埚四壁的外侧，相互之间固定连接成一个保护框。

定向凝固法铸造多晶硅工艺中，现有的设备工艺，期望在整个长晶过程中固液界面尽量平坦，但由于热场设计缺陷，侧部晶粒生长方向难以保持垂直，会发生不同程度的偏斜，从而影响铸锭质量和最终电池片效率。换言之，目前多晶定向凝固工艺主要存在的缺陷包括：1、热场不均匀导致晶粒生长方向不能保持垂直；2、添加固定保温材料安装繁琐，且不能灵活调节。因此，针对多晶定向凝固生长的偏斜区域，需在侧部护板外添加保温措施，以改善晶粒生长偏斜情况。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种石英坩埚侧部保温装置，具有结构简单、便于装配与拆卸、节约成本等特点，通过角部固定装置和石墨护板外壁对软毡的摩擦力固定保温软毡，安装便捷的同时，能够自由调节保温区域，稳定长晶中后期长晶界面的温度均匀性，进而降低位错和杂质含量，提升铸锭质量。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种石英坩埚侧部保温装置，包括围绕坩埚四周依次连接的四块石墨护板、包覆于石墨护板外的保温软毡以及用于固定保温软毡的角部固定装置；

其中，所述角部固定装置包括两个成直角连为一体的长条板，其中一个长条板板面上设置有若干沿长度方向排列的第一螺纹孔；所述石墨护板的左右两侧边上设置有相应排列的第二螺纹孔，通过螺栓穿过第一螺纹孔后与第二螺纹孔的配合实现角部固定装置与石墨护板的连接；所述角部固定装置安装于石墨护板的边角处，且保温软毡布置于石墨护板外壁与角部固定装置之间。

本发明的侧部保温装置，可以在不改变现有石墨护板设计的情况下，通过添加角部固定装置，应用固定装置和石墨护板外壁对软毡的摩擦力固定保温软毡，安装方便，且可以重复使用。并且，调节角部固定装置的位置就可以改变保温软毡所处位置，调节灵活，利于针对不同情况改进工艺。

进一步的，所述两个长条板以及螺栓均由石墨制成，增强保温效果的同时，高温下不容易发生变形。

进一步的，所述角部固定装置的另一个长条板板面上设置有若干沿长度方向排列的安装孔，便于调节保温软毡的安装位置的同时，当长条板由于热胀原因胀开时，会有间隙起到一定的缓冲的作用，提高长条板的使用寿命。

进一步的，根据实际保温性能调整需要，所述角部固定装置的长度为200mm-400mm，其厚度为3mm-5mm。

进一步的，所述第二螺纹孔的深度为3mm。

有益效果：本发明提供的一种石英坩埚侧部保温装置，相对于现有技术，具有以下优点：1、结构简单，便于装配与拆卸，角部固定装置可重复使用，安装便捷，节约成本；2、通过角部固定装置和石墨护板外壁对软毡的摩擦力固定保温软毡，能够自由调节保温区域，从而稳定长晶中后期长晶界面的温度均匀性，提升铸锭质量。

附图说明

图1为本发明中角部固定装置的结构示意图；

图2为本发明中角部固定装置的主视图；

图3为本发明中角部固定装置的左视图；

图4为本发明中角部固定装置的俯视图；

图中包括：1、长条板，2、第一螺纹孔，3、安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种石英坩埚侧部保温装置，包括围绕坩埚四周依次连接的四块石墨护板、包覆于石墨护板外的保温软毡以及用于固定保温软毡的角部固定装置；

其中，所述角部固定装置包括两个成直角连为一体的长条板1，其中一个长条板1板面上设置有若干沿长度方向排列的第一螺纹孔2；所述石墨护板的左右两侧边上设置有相应排列的第二螺纹孔，通过螺栓穿过第一螺纹孔2后与第二螺纹孔的配合实现角部固定装置与石墨护板的连接；所述角部固定装置安装于石墨护板的边角处，且保温软毡布置于石墨护板外壁与角部固定装置之间。

本实施例中，所述两个长条板1以及螺栓均由石墨制成，且角部固定装置的另一个长条板1板面上设置有若干沿长度方向排列的安装孔3。

本实施例中，所述角部固定装置的长度为200m-400mm，其厚度为3mm；所述第二螺纹孔的深度为5mm。

本发明的具体实施方式如下：

本发明的侧部保温装置，可以在不改变现有石墨护板设计的情况下，自由添加角部固定装置，以固定保温软毡；所述角部固定装置安装于石墨护板的边角处，通过螺栓穿过第一螺纹孔2后与第二螺纹孔的配合实现角部固定装置与石墨护板的连接；通过角部固定装置和石墨护板外壁对软毡的摩擦力固定保温软毡，以自由调节保温区域，稳定长晶中后期长晶界面的温度均匀性，进而降低位错和杂质含量，提升铸锭质量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种石英坩埚侧部保温装置，包括围绕坩埚四周依次连接的四块石墨护板、包覆于石墨护板外的保温软毡以及用于固定保温软毡的角部固定装置；所述角部固定装置包括两个成直角连为一体的长条板，其中一个长条板板面上设置有若干沿长度方向排列的第一螺纹孔；所述石墨护板的左右两侧边上设置有相应排列的第二螺纹孔，通过螺栓穿过第一螺纹孔后与第二螺纹孔的配合实现角部固定装置与石墨护板的连接。本发明结构简单，便于装配与拆卸，节约成本，通过角部固定装置和石墨护板外壁对软毡的摩擦力固定保温软毡，能够自由调节保温区域，从而稳定长晶中后期长晶界面的温度均匀性，降低位错和杂质含量，提升铸锭质量。

技术研发人员：孙鹏;丁一
受保护的技术使用者：镇江仁德新能源科技有限公司
技术研发日：2017.08.01
技术公布日：2017.10.20