一种调节温度梯度的多晶硅铸锭炉的热场结构的制作方法

文档序号:14703435发布日期:2018-06-15 22:57阅读:199来源:国知局

本实用新型属于多晶硅铸锭炉技术领域,特别是涉及一种调节温度梯度的多晶硅铸锭炉的热场结构。



背景技术:

在快速发展的光伏行业,晶体硅电池凭借其高效率和稳定性占据了绝大部分的份额,其中多晶硅电池以其低成本、高效率、低光衰等优势,具有较高的性价比和竞争优势,因而成为当前市场上占据份额最大的光伏电池。

利用定向凝固法生产太阳能多晶硅是目前太阳能光伏材料的主要生产方法,在多晶硅锭生产过程中,将多晶硅原料在现有铸锭炉内的石英坩埚内熔化,然后通过温度降低,使硅熔液成核生长,形成多晶硅锭。在硅锭的生长过程中,无论是向上提升隔热笼的方式,还是隔热底板向下降的方式,热量主要从导热块的四周和中心向外散失,但这种散热方式会造成坩埚侧部与中心的温度梯度较大,生长得到的硅锭晶体内部应力较大,容易引起长晶过程中缺陷增殖,在开方过程中硅锭开裂,及在切片过程中硅片碎片等一系列的影响,这些极大地降低了铸锭的成品率,增加了生产成本。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种调节温度梯度的多晶硅铸锭炉的热场结构,通过加热装置的第一加热块、第二加热块和第三加热块的作用,解决了现有坩埚侧部与中心的温度梯度较大,引起长晶过程中缺陷增殖的问题。

为解决上述技术问题,本实用新型是通过以下技术方案实现的:

本实用新型为一种调节温度梯度的多晶硅铸锭炉的热场结构,包括加热装置、保温隔热笼体、石英坩埚和石墨块;

所述加热装置包括第一加热块、第二加热块、第三加热块、固定板和固定柱;所述固定板一表面固定有若干加热板;若干所述加热板分别内置有第一加热块、第二加热块和第三加热块;

所述固定板另一表面固定有固定柱;所述固定柱一端固定有一圆片;所述固定柱的一端与保温隔热笼体的贯穿孔配合;

所述保温隔热笼体为半笼体结构;所述保温隔热笼体一表面开有贯穿孔;所述保温隔热笼体内表面固定有侧加热器;

所述加热装置下方放置有石英坩埚;所述石英坩埚为圆筒结构;所述石英坩埚一表面固定有加热器;所述加热器一表面固定有若干支撑柱;

所述石墨块一表面设置有隔热板;所述隔热板一表面固定有若干石墨支柱。

进一步地,所述加热装置的第一加热块、第二加热块、第三加热块的加热功率分别由不同的系统控制。

进一步地,所述加热装置中的若干个加热板分别设置若干个独立的加热块;所述加热块的加热功率分别由不同的系统控制。

进一步地,所述加热装置的第一加热块和第二加热块的间隙距离为50mm~200mm;所述加热装置的第二加热块和第三加热块的间隙距离为50mm~200mm。

进一步地,所述加热装置中的加热块根据不同的需求,设置成相同水平线上的加热块加热功率相等;或设置成相同加热板上的加热块加热功率相等;或设置成每个加热块的加热功率都由独立的系统控制;所述加热装置便可以根据不同的需求,调整铸锭炉内的温度梯度和温度变化。

本实用新型具有以下有益效果:

1、本实用新型通过加热装置的第一加热块、第二加热块和第三加热块的作用,具有调节铸锭炉的加热速度和提供更稳定的温度梯度的优点,解决了现有坩埚侧部与中心的温度梯度较大,引起长晶过程中缺陷增殖的问题。

2、本实用新型根据不同的需求,可以设置成相同水平线上的加热块加热功率相等;或设置成相同加热板上的加热块加热功率相等;或设置成每个加热块的加热功率都由独立的系统控制;即加热装置便可以根据不同的需求,调整铸锭炉内的温度梯度和温度变化;具有跟稳定的温度梯度和更精确的控制生产出高质量、高成品率的多晶硅锭的优点。

3、本实用新型根据不同的需求,将加热装置中的加热板可以更换成加热圆环;加热圆环内置有不同的加热块,加热块根据不同的需求而设置;便可以调整铸锭炉内的温度梯度和温度变化;具有跟稳定的温度梯度和更精确的控制生产出高质量、高成品率的多晶硅锭的优点。

当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为公开了一种调节温度梯度的多晶硅铸锭炉的热场结构图;

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1-加热装置,2-保温隔热笼体,3-石英坩埚,4-石墨块,5-加热器,101-第一加热块,102-第二加热块,103-第三加热块,104-固定板,105-固定柱,106-加热板,107-圆片,201-贯穿孔,202-侧加热器,401-隔热板,402-石墨支柱,501-支撑柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1所示,本实用新型为一种调节温度梯度的多晶硅铸锭炉的热场结构,包括加热装置1、保温隔热笼体2、石英坩埚3和石墨块4;

加热装置1包括第一加热块101、第二加热块102、第三加热块103、固定板104和固定柱105;固定板104一表面固定有四加热板106;四加热板106分别内置有第一加热块101、第二加热块102和第三加热块103;

固定板104另一表面固定有固定柱105;固定柱105一端固定有一圆片107;固定柱105的一端与保温隔热笼体2的贯穿孔201配合;

保温隔热笼体2为半笼体结构;保温隔热笼体2一表面开有贯穿孔201;保温隔热笼体2内表面固定有侧加热器202;

加热装置1下方放置有石英坩埚3;石英坩埚3为圆筒结构;石英坩埚3一表面固定有加热器5;加热器5一表面固定有两支撑柱501;

石墨块4一表面设置有隔热板401;隔热板401一表面固定有两石墨支柱402。

其中,加热装置1的第一加热块101、第二加热块102、第三加热块103的加热功率分别由不同的系统控制。

其中,加热装置1中的四个加热板106分别设置三个独立的加热块;加热块的加热功率分别由不同的系统控制。

其中,加热装置1的第一加热块101和第二加热块102的间隙距离为50mm~200mm;加热装置1的第二加热块102和第三加热块103的间隙距离为50mm~200mm。

其中,加热装置1中的加热块根据不同的需求,设置成相同水平线上的加热块加热功率相等;或设置成相同加热板106上的加热块加热功率相等;或设置成每个加热块的加热功率都由独立的系统控制;加热装置便可以根据不同的需求,调整铸锭炉内的温度梯度和温度变化。

其中,加热装置1中的加热板106也可以更换成加热圆环;加热圆环内置有不同的加热块,加热块根据不同的需求而设置。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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