伸缩式多晶硅铸锭炉侧部加热器的制作方法

本实用新型属于光伏行业中多晶硅锭生产加工技术领域，特别涉及到一种伸缩式多晶硅铸锭炉侧部加热器。

背景技术：

随着铸锭技术的快速发展，更高品质的多晶硅锭成为当前市场的宠儿。与此同时，在硅锭生产过程中阴影问题一直困扰着生产，阴影的产生是由于局部过冷导致自发形核而生成了微晶。现有技术应对阴影问题时多采用“增大长晶期设定的温度、加大顶侧加热器功率、减小ds块散热等”，这些技术方案在一定程度上减小了长晶期固液界面处的过冷度，降低了阴影产生的概率，但这些技术方案中存在以下显著缺点：1.提高长晶温度后，由于过冷度减小长晶速度显著下降，长晶周期拉长，直接降低了单台铸锭炉的产能；2.提高长晶温度、增大加热器功率导致长晶周期延长后，单个硅锭能耗亦将上升，生产成本增加；3.由于长晶周期延长侧部加热器功率增大会导致硅锭侧部红区变长，同时电流过大容易导致垫片材料挥发影响硅锭电阻率，导致硅锭品质下降。

现有传统弯梁式的石墨加热器结构存在温度调节不便的问题，且加热器尺寸固定，无法适应不同尺寸硅锭的制作需求。因此，设计一种新型可伸缩的侧部加热器替代弯梁式加热器，就显得十分必要了。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种伸缩式多晶硅铸锭炉侧部加热器，该装置通过设置可以拉伸和压缩长度的菱形结构的石墨加热板，从而可以通过改变梳密度来调节热场中温度场的变化，目前市场需求的硅片尺寸差异大，另一方面铸造单晶的长晶过程对温度场的均匀性有更高的要求。面对差异化产品需要切换不同尺寸的坩埚，需要不同的热场空间，通过伸缩改变尺寸和相对距离，可调节适应不同尺寸坩埚的热场空间，有利于更好保证晶体的垂直生长。解决了现有技术尺寸固定，加热不均，改变温度手段单一、耗能高的问题，具有可灵活改变尺寸，适应性强，可便捷调整温度、耗能少的特点。

为实现上述设计，本实用新型所采用的技术方案是：一种伸缩式多晶硅铸锭炉侧部加热器，它包括底座，底座上方设置有第一石墨加热板，第一石墨加热板与第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板之间通过与转角处的连接板铰接，首尾相连形成闭环的正方形框架结构；第一石墨加热板由相互铰接的“x”型加热板连接而成；第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板与第一石墨加热板结构相同。

所述底座为上表面为正方形的矩形结构体，底座四条等边的中点处均连接有侧板，侧板表面开设有贯通的圆孔，圆孔内开设有螺纹槽。

所述“x”型加热板由两根条形石墨板铰接而成，铰接位置在条形石墨板中点处。

所述第一石墨加热板由7个“x”型加热板铰接成线性结构。

所述第一石墨加热板上方设置有电极，电极底部连接有弹簧夹结构，通过夹持与第一石墨加热板连接。

所述电极有三个，夹持在第一石墨加热板、第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板上方；同一条石墨加热板上的电极数量不超过一个。

所述第一石墨加热板中点位置的“x”型加热板的铰接处连接有丝杆，丝杆另一端穿过侧板表面的螺纹孔。

所述第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板均通过丝杆结构与对应位置的侧板配合。

所述第一石墨加热板、第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板连接成的正方形框架结构的底部高于底座，收缩变形后不与底座上表面接触。

一种伸缩式多晶硅铸锭炉侧部加热器，它包括底座，底座上方设置有第一石墨加热板，第一石墨加热板与第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板之间通过与转角处的连接板铰接，首尾相连形成闭环的正方形框架结构；第一石墨加热板由相互铰接的“x”型加热板连接而成；第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板与第一石墨加热板结构相同。该装置通过设置可以拉伸和压缩长度的菱形结构的石墨加热板，从而可以通过改变梳密度来调节温度，并且可以通过伸缩改变尺寸和相对距离，可灵活改变尺寸，适应性强，可便捷调整温度、耗能较少。

在优选的方案中，底座为上表面为正方形的矩形结构体，底座四条等边的中点处均连接有侧板，侧板表面开设有贯通的圆孔，圆孔内开设有螺纹槽。结构简单，使用时，侧板用于整个石墨加热板结构的支撑和尺寸调节，以便适应不同尺寸的制作需求。

在优选的方案中，“x”型加热板由两根条形石墨板铰接而成，铰接位置在条形石墨板中点处。结构简单，使用时，“x”型加热板在两侧收到拉力或压力时，可以沿铰接位置旋转，从而改变高度和宽度，为整条石墨加热板改变尺寸提供了基础。

在优选的方案中，第一石墨加热板由7个“x”型加热板铰接成线性结构。结构简单，使用时，通过对石墨加热板两侧施加拉力或压力，可以拉伸或压缩整条石墨加热板的长度，改变其长度，进而改变其梳密程度；当需要增加温度时，压缩石墨加热板，疏密度增加，与硅锭的距离缩近，从而提高了加热温度；反之，需要降温时，拉伸石墨加热板即可。

在优选的方案中，第一石墨加热板上方设置有电极，电极底部连接有弹簧夹结构，通过夹持与第一石墨加热板连接。结构简单，使用时，电极用于外接电源。

在优选的方案中，电极有三个，夹持在第一石墨加热板、第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板上方；同一条石墨加热板上的电极数量不超过一个。结构简单，使用时，三个电极可以接三相电源；夹持式的结构可以使操作人员便于改变其夹持位置，从而调整预设加热功率。

在优选的方案中，第一石墨加热板中点位置的“x”型加热板的铰接处连接有丝杆，丝杆另一端穿过侧板表面的螺纹孔。结构简单，使用时，丝杆通过旋转带动石墨加热板拉伸或压缩，可以与外接的自动化传动设备连接，从而实现对石墨加热板伸缩的自动化控制。

在优选的方案中，第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板均通过丝杆结构与对应位置的侧板配合。结构简单，使用时，第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板完全采用了与第一石墨加热板相同的结构与配合方式，保证了加热的均匀性和精确性。

在优选的方案中，第一石墨加热板、第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板连接成的正方形框架结构的底部高于底座，收缩变形后不与底座上表面接触。结构简单，使用时，高出底座的设计可以为石墨加热板压缩形变后的增加的高度提供空间，并且防止了与底座接触造成多余的热量损失。

一种伸缩式多晶硅铸锭炉侧部加热器，它包括底座，底座上方设置有第一石墨加热板，第一石墨加热板与第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板之间通过与转角处的连接板铰接，首尾相连形成闭环的正方形框架结构；第一石墨加热板由相互铰接的“x”型加热板连接而成；第二石墨加热板、第三石墨加热板和第四石墨加热板与第一石墨加热板结构相同。该装置通过设置可以拉伸和压缩长度的菱形结构的石墨加热板，从而可以通过改变梳密度来调节温度，并且可以通过伸缩改变尺寸和相对距离，解决了现有技术尺寸固定，加热不均，改变温度手段单一、耗能高的问题，具有可灵活改变尺寸，适应性强，可便捷调整温度、耗能少的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型主视结构示意图。

图3为本实用新型中“x”型加热板的结构示意图。

图中附图标记为：第一石墨加热板1，条形石墨板11，“x”型加热板12，第二石墨加热板2，第三石墨加热板3，第四石墨加热板4，连接板5，底座6，侧板61，电极7，丝杆8。

具体实施方式

如图1~图3中，一种伸缩式多晶硅铸锭炉侧部加热器，它包括底座6，底座6上方设置有第一石墨加热板1，第一石墨加热板1与第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4之间通过与转角处的连接板5铰接，首尾相连形成闭环的正方形框架结构；第一石墨加热板1由相互铰接的“x”型加热板12连接而成；第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4与第一石墨加热板1结构相同。该装置通过设置可以拉伸和压缩长度的菱形结构的石墨加热板，从而可以通过改变梳密度来调节温度，并且可以通过伸缩改变尺寸和相对距离，可灵活改变尺寸，适应性强，可便捷调整温度、耗能较少。

优选的方案中，底座6为上表面为正方形的矩形结构体，底座6四条等边的中点处均连接有侧板61，侧板61表面开设有贯通的圆孔，圆孔内开设有螺纹槽。结构简单，使用时，侧板61用于整个石墨加热板结构的支撑和尺寸调节，以便适应不同尺寸的制作需求。

优选的方案中，“x”型加热板12由两根条形石墨板11铰接而成，铰接位置在条形石墨板11中点处。结构简单，使用时，“x”型加热板12在两侧收到拉力或压力时，可以沿铰接位置旋转，从而改变高度和宽度，为整条石墨加热板改变尺寸提供了基础。

优选的方案中，第一石墨加热板1由7个“x”型加热板12铰接成线性结构。结构简单，使用时，通过对石墨加热板两侧施加拉力或压力，可以拉伸或压缩整条石墨加热板的长度，改变其长度，进而改变其梳密程度；当需要增加温度时，压缩石墨加热板，疏密度增加，与硅锭的距离缩近，从而提高了加热温度；反之，需要降温时，拉伸石墨加热板即可。

优选的方案中，第一石墨加热板1上方设置有电极7，电极7底部连接有弹簧夹结构，通过夹持与第一石墨加热板1连接。结构简单，使用时，电极7用于外接电源。

优选的方案中，电极7有三个，夹持在第一石墨加热板1、第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4上方；同一条石墨加热板上的电极7数量不超过一个。结构简单，使用时，三个电极7可以接三相电源；夹持式的结构可以使操作人员便于改变其夹持位置，从而调整预设加热功率。

优选的方案中，第一石墨加热板1中点位置的“x”型加热板12的铰接处连接有丝杆8，丝杆8另一端穿过侧板61表面的螺纹孔。结构简单，使用时，丝杆8通过旋转带动石墨加热板拉伸或压缩，可以与外接的自动化传动设备连接，从而实现对石墨加热板伸缩的自动化控制。

优选的方案中，第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4均通过丝杆8结构与对应位置的侧板61配合。结构简单，使用时，第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4完全采用了与第一石墨加热板1相同的结构与配合方式，保证了加热的均匀性和精确性。

优选的方案中，第一石墨加热板1、第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4连接成的正方形框架结构的底部高于底座6，收缩变形后不与底座6上表面接触。结构简单，使用时，高出底座6的设计可以为石墨加热板压缩形变后的增加的高度提供空间，并且防止了与底座6接触造成多余的热量损失。

如上所述的伸缩式多晶硅铸锭炉侧部加热器，安装使用时，底座6上方设置有第一石墨加热板1，第一石墨加热板1与第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4之间通过与转角处的连接板5铰接，首尾相连形成闭环的正方形框架结构；第一石墨加热板1由相互铰接的“x”型加热板12连接而成；第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4与第一石墨加热板1结构相同。该装置通过设置可以拉伸和压缩长度的菱形结构的石墨加热板，从而可以通过改变梳密度来调节温度，并且可以通过伸缩改变尺寸和相对距离，可灵活改变尺寸，适应性强，可便捷调整温度、耗能较少。

使用时，底座6为上表面为正方形的矩形结构体，底座6四条等边的中点处均连接有侧板61，侧板61表面开设有贯通的圆孔，圆孔内开设有螺纹槽，侧板61用于整个石墨加热板结构的支撑和尺寸调节，以便适应不同尺寸的制作需求。

使用时，“x”型加热板12由两根条形石墨板11铰接而成，铰接位置在条形石墨板11中点处，“x”型加热板12在两侧收到拉力或压力时，可以沿铰接位置旋转，从而改变高度和宽度，为整条石墨加热板改变尺寸提供了基础。

使用时，第一石墨加热板1由7个“x”型加热板12铰接成线性结构，通过对石墨加热板两侧施加拉力或压力，可以拉伸或压缩整条石墨加热板的长度，改变其长度，进而改变其梳密程度；当需要增加温度时，压缩石墨加热板，疏密度增加，与硅锭的距离缩近，从而提高了加热温度；反之，需要降温时，拉伸石墨加热板即可。

使用时，第一石墨加热板1上方设置有电极7，电极7底部连接有弹簧夹结构，通过夹持与第一石墨加热板1连接，电极7用于外接电源。

使用时，电极7有三个，夹持在第一石墨加热板1、第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4上方；同一条石墨加热板上的电极7数量不超过一个，三个电极7可以接三相电源；夹持式的结构可以使操作人员便于改变其夹持位置，从而调整预设加热功率。

使用时，第一石墨加热板1中点位置的“x”型加热板12的铰接处连接有丝杆8，丝杆8另一端穿过侧板61表面的螺纹孔，丝杆8通过旋转带动石墨加热板拉伸或压缩，可以与外接的自动化传动设备连接，从而实现对石墨加热板伸缩的自动化控制。

使用时，第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4均通过丝杆8结构与对应位置的侧板61配合，第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4完全采用了与第一石墨加热板1相同的结构与配合方式，保证了加热的均匀性和精确性。

使用时，第一石墨加热板1、第二石墨加热板2、第三石墨加热板3和第四石墨加热板4连接成的正方形框架结构的底部高于底座6，收缩变形后不与底座6上表面接触，高出底座6的设计可以为石墨加热板压缩形变后的增加的高度提供空间，并且防止了与底座6接触造成多余的热量损失。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。