一种铸造准G7硅锭的多晶炉热场装置的制作方法

本实用新型涉及一种铸造准G7硅锭的多晶炉热场装置。

背景技术：

随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

晶硅太阳能光伏发电是目前发展最快，最具活力和开发研究潜力的利用领域，而晶硅电池材料制造工艺中，目前最主要的方式是以多晶铸锭为主。该方法是将多晶硅料通过在铸锭炉里面高温加热熔化，再通过定向长晶最后制成所需要的成品多晶硅锭。

在一个正常多晶硅锭中，硅锭中心区域硅块因受外界杂质污染较小，晶棒杂质含量相对较低，晶体位错及少子寿命值均优于边缘晶棒。反之多晶硅锭四个角的硅块质量较差，因受坩埚面杂质及多晶硅锭定向生长排杂影响，杂质浓度较高，并且四个角硅块处于热场辐射强弱不均的区域，所以晶体位错值较高，少子寿命值较差。

技术实现要素：

本实用新型其目的就在于提供一种铸造准G7硅锭的多晶炉热场装置，能有效提高硅锭收益率，改善晶体质量，降低铸锭单位能耗，同时也重点针对铸锭炉安全增加了全新设计，保障生命财产安全。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种铸造准G7硅锭的多晶炉热场装置，包括置于铸锭炉内的隔热钢笼、硅锭，隔热钢笼内设有热场组件，所述隔热钢笼包括四块侧角板，每块侧角板的上端均设有支撑板，相邻的两块支撑板经上顶条连接，所述隔热钢笼上端均匀设有三个吊装板，所述热场组件包括四块侧部保温板，相邻的两块侧部保温板经角板连接，所述侧部保温板上端设有顶板隔热条，侧部保温板下端设有上垫条，上垫条下端设有下托条，所述侧部保温板内侧底部设有底部保温板，侧部保温板内侧上部设有顶部保温板，顶部保温板下端设有碳碳顶板，所述顶部保温板和碳碳顶板的中心位置设有倒气筒。

有益效果

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

本实用新型的优点是，不仅使多晶铸锭炉产能大幅提升，同时可以使单位能耗大幅降低，通过对热场等温曲线模拟，还能够更准确地控制晶锭生长温度梯度，到达诱导形核高品质晶锭的目的。

说明书附图

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型中隔热钢笼结构示意俯视图；

图2为本实用新型中热场组件结构示意俯视图；

图3为本实用新型中热场组件结构示意侧视剖面图；

图4为本实用新型中隔热钢笼与炉腔的结构示意俯视图；

图5为本实用新型中准G7硅锭示意图。

具体实施方式

本装置包括置于铸锭炉1内的隔热钢笼6、硅锭，隔热钢笼6内设有热场组件20，如图1-图5所示，所述隔热钢笼6包括四块侧角板5，每块侧角板5的上端均设有支撑板8，相邻的两块支撑板8经上顶条4连接，所述隔热钢笼6上端均匀设有三个吊装板7，所述热场组件20包括四块侧部保温板15，相邻的两块侧部保温板15经角板11连接，所述侧部保温板15上端设有顶板隔热条14，侧部保温板15下端设有上垫条16，上垫条16下端设有下托条17，所述侧部保温板15内侧底部设有底部保温板18，侧部保温板15内侧上部设有顶部保温板12，顶部保温板12下端设有碳碳顶板13，所述顶部保温板12和碳碳顶板13的中心位置设有倒气筒19。

所述的三个吊装板7分别固定在支撑板8和上顶条4上。

所述侧部保温板15包括内侧板10和外侧板9。

所述上垫条16与下托条17之间为交错的台阶咬合面结构，且与底部保温板18充分衔接。

所述硅锭为准G7硅锭，准G7硅锭为一种针对内空为1830mm铸锭炉的硅锭，包括分别是多晶硅锭的中心部分2及与铸锭石英坩埚接触的边皮料部分3，硅锭包含除A1、A7、A43、A49之外的硅块，共计45块。

本实用新型通过对隔热笼侧角板5的结构设计，侧角板5由五条折边构成，如图4所示，中心折边与相连两条边折边设计角度均为162度，与上顶条6相连的折边为90度，保证组装后的隔热笼与铸锭炉腔体最小距离D＞20mm以上。本实用新型所采用隔热笼钢板均为4mm厚度的优质不锈钢，设计后隔热笼最大对角尺寸为1779mm，保证了隔热笼在1830mm铸锭炉炉腔内正常工作；通过侧角板5将上顶条4、支撑板8等主要部件与上垫条16、下托条17通过螺杆组装而成隔热钢笼，在隔热钢笼上沿设计3个吊装板7连接隔热笼升降系统，本实用新型包括对隔热笼吊装板7的结构设计，采用独立孔位设计，安装后保证隔热笼重心位置与铸锭炉中心点位置在同一纵轴上，满足隔热笼与炉体结构的均匀对称，改善热场偏心，且具有便于装配等特点。

本实用新型包括整个铸锭炉热场保温板设计，图3中侧部保温板15由外保温板9和内保温板10、11组成，保温热场由上下两部分组成，所以每一块保温板采用左右和上下交错式设计，保证了隔热笼较强的保温性能。在隔热笼内侧保温板15上面，设置顶板隔热条14，起到保护隔热钢笼及维持热场保温性作用。顶板隔热条14下面设计顶部保温板12和碳碳顶板13，与侧保温板15之间预留5-8mm的间隙，使铸锭过程中杂质排除更流畅，改善热场结垢。在热场下部设计隔热笼下垫条16和隔热笼下托条17，两者之间形成台阶形势，与下保温底板18的边缘现成咬合，使得多晶铸锭过程中硅溶体热量不会与底部进行热交换，从而达到降低能耗目的。