专利名称：铸造单晶的热场控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光伏太阳能电池生产领域，尤其是一种铸造单晶的热场控制
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背景技术：
能源问题是当今世界上最大的热点问题之一。传统能源的大量使用，致使世界能源存储量急剧下降，而且使环境污染问题日趋严重，对人类社会的发展构成严重的危害，新兴无污染能源就成了能源技术发展的必然趋势。太阳能是长久性的绿色能源之一，在太阳能利用中，光伏电池是目前最主要的一种产品，硅晶体是光伏电池生产的基础材料。硅晶体包括单晶体、多晶体，单晶体与多晶体的区别在于它们的原子结构排列不同，单晶体的原子结构排列是晶核长成晶面取向相同的有序排列，而多晶体的的原子结构排列是晶核长成晶面取向不同的无序排列，两者主要是由它们的加工工艺决定的。实际应用中，单晶硅电池光电转换率较高可达14% 17%，而多晶硅电池转换效率仅为12% 14%。因此，单晶将是今后光伏太阳能利用的重要产品材料。但目前在光伏铸造单晶，单晶得率偏低50%，在生产工艺过程中坩埚底部仔晶融化控制困难，温度控制的好坏直接影响长晶效率，而且易造成资源浪费。
发明内容本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种在生产工艺过程中坩埚底部仔晶融化控制方便，单晶得率高，且节能环保的铸造单晶的热场控制装置，满足市场需求。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案这种铸造单晶的热场控制装置，包括上下吻合匹配的上保温炉体、下保温炉体，下保温炉体内底部设有一组支撑杆，支撑杆上设有坩埚，坩埚上方设有进气管，坩埚外设有活动热场腔室，活动热场腔室内设有加热组件，活动热场腔室包括上隔热板、下隔热板，该上隔热板、下隔热板上外密闭活动套接有隔热套体，隔热套体上连接有一组提升杆；坩埚底部设有定向长晶块，隔热套体内壁上固定有隔热环，该隔热环滑动套设于坩埚底部外。这样，通过活动热场腔室的设置，并在活动热场腔室的隔热套体内壁上设置隔热环，使用时能将热场分割为冷缺区、梯度区、加热区三个区域，通过定向匀速控制隔热套体，隔热环移动到仔晶区域时，使仔晶处在梯度区，避免仔晶融化时的过热，保证引晶过程仔晶不融化，从而提高铸造单晶的单晶得率。进一步，加热组件包括上加热板、侧加热板，上加热板设于上隔热板与坩埚之间， 侧加热板设于坩埚外侧。上隔热板中穿设有上温度传感器，下隔热板中穿设有下温度传感器。上温度长安其控制上加热板加热散热，下温度传感器控制侧加热板的加热散热，这样， 通过两个加热板和两个温度传感器对坩埚进行加热升温检测，使热场内的温度得到有效控制，有效控制热场的垂直温度梯度，保证长晶过程定向匀速。上温度传感器、下温度传感器为相互独立的热电偶。相互独立便于使用控制。本实用新型有益的效果是本实用新型的结构合理、紧凑，通过在活动热场腔室的隔热套体内壁上设置隔热环，并在坩埚上方和侧边分别设置加热板，同时在坩埚上方和底部的分别设置温度传感器，使用时可将热场分割为冷缺区、梯度区、加热区三个区域，能实现低耗费、低耗电、高单晶得率的单晶生产，铸造单晶得率可达95% 100%。本实用新型成本合理，效率高，使用效果好，值得推广。
图I为本实用新型剖视时的结构示意图；图2为本实用新型剖视时的结构示意图；图3为本实用新型剖视时的结构示意图。附图标记说明上保温炉体1，下保温炉体2，支撑杆3，坩埚4，活动热场腔室5，加热组件6，上隔热板7，下隔热板8，隔热套体9，提升杆10，定向长晶块11，隔热环12，上加热板13,侧加热板14,上温度传感器15,下温度传感器16,进气管17。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明参照附图本实施例中的这种铸造单晶的热场控制装置，包括上下吻合匹配的上保温炉体I、下保温炉体2，下保温炉体2内底部设有一组支撑杆3，支撑杆3上设有坩埚4， 坩埚4上方设有进气管17，坩埚4外设有活动热场腔室5，活动热场腔室5内设有加热组件 6,活动热场腔室5包括上隔热板7、下隔热板8，该上隔热板7、下隔热板8上外密闭活动套接有隔热套体9，隔热套体9上连接有一组提升杆10 ;坩埚4底部设有定向长晶块11，隔热套体9内壁上固定有隔热环12，该隔热环12滑动套设于坩埚4底部外。加热组件6包括上加热板13、侧加热板14，上加热板13设于上隔热板7与坩埚4之间，侧加热板14设于坩埚 4外侧。上隔热板7中穿设有上温度传感器15，下隔热板8中穿设有下温度传感器16。上温度传感器15、下温度传感器16为相互独立的热电偶。本实用新型使用时，隔热套体9在提升杆10提升的过程中，由于在隔热套体9、隔热环12等的作用下，热场被分割冷缺区、梯度区、加热区三个区域，在上温度传感器15、下温度传感器16的传感信号下控制上加热板13、侧加热板14的加热散热，使硅能定向结晶， 使结晶凝固过程得到有效控制，从而提高单晶得率，而且整个工艺过程可控性强，耗时少， 有效降低能耗，节约了生产资源，提高了单位能产。虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。
权利要求1.一种铸造单晶的热场控制装置，包括上下吻合匹配的上保温炉体(I)、下保温炉体(2)，所述下保温炉体(2)内底部设有一组支撑杆(3)，所述支撑杆(3)上设有坩埚(4)，所述坩埚(4)上方设有进气管(17)，所述坩埚(4)外设有活动热场腔室(5)，所述活动热场腔室(5)内设有加热组件(6)，其特征是所述活动热场腔室(5)包括上隔热板(7)、下隔热板(8)，该上隔热板(7)、下隔热板(8)上外密闭活动套接有隔热套体(9)，所述隔热套体(9)上连接有一组提升杆(10);所述坩埚(4)底部设有定向长晶块(11)，所述隔热套体(9)内壁上固定有隔热环(12)，该隔热环(12)滑动套设于坩埚(4)底部外。
2.根据权利要求I所述的铸造单晶的热场控制装置，其特征是所述加热组件(6)包括上加热板(13)、侧加热板(14)，所述上加热板(13)设于上隔热板(7)与坩埚(4)之间，所述侧加热板(14)设于坩埚(4)外侧。
3.根据权利要求I所述的铸造单晶的热场控制装置，其特征是所述上隔热板(7)中穿设有上温度传感器(15)，所述下隔热板(8 )中穿设有下温度传感器(16 )。
4.根据权利要求3所述的铸造单晶的热场控制装置，其特征是所述上温度传感器 (15)、下温度传感器(16)为相互独立的热电偶。
专利摘要一种铸造单晶的热场控制装置，包括上下吻合匹配的上保温炉体、下保温炉体，下保温炉体内底部设有一组支撑杆，支撑杆上设有坩埚，坩埚上方设有进气管，坩埚外设有活动热场腔室，活动热场腔室内设有加热组件，通过在活动热场腔室的隔热套体内壁上设置隔热环，并在坩埚上方和侧边分别设置加热板，同时在坩埚上方和底部的分别设置温度传感器，使用时可将热场分割为冷缺区、梯度区、加热区三个区域，能实现低耗费、低耗电、高单晶得率的单晶生产，铸造单晶得率可达95%～100%。本实用新型成本合理，效率高，使用效果好，值得推广。
文档编号C30B11/00GK202347125SQ20112050557
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者潘颂 申请人:潘颂