一种多晶硅铸锭炉的制作方法

本实用新型涉及多晶硅铸锭领域，尤其涉及一种多晶硅铸锭炉。

背景技术：

在太阳能光伏领域，由于铸造多晶硅生产成本低、产量大，因此占据了很大的市场。但由于铸锭过程中加热器、隔热笼、石墨护板及石墨盖板等碳材料的使用，引入了大量碳杂质。高温下，硅熔体与石英坩埚接触时，会发生如下反应：Si(液)+SiO₂(固)＝2SiO(气)，生成的SiO气体会跟碳杂质发生如下反应：SiO(气)+2C＝CO(气)+SiC(固)；上述反应产生的杂质气体，如果不能被快速带走，将会被硅熔体吸收，从而在硅锭中引入了大量的氧杂质和碳杂质，从而对硅锭质量造成影响。碳含量过高容易导致硅溶液在定向凝固长晶过程中形成碳沉淀物、碳化硅夹杂物、位错等杂质或缺陷，这不仅会在多晶硅锭切割工艺中增加断线事故及产生线痕不良，而且还会导致制作成的电池片漏电率高，转换效率低。

为了减少杂质气体对硅锭的影响，现有技术大都采用在炉体顶部设置进气口，再通过坩埚盖板上的孔向硅熔体通入惰性气体，通过气流循环带走硅液表面的杂质气体。但由于进气口在铸锭炉顶部的中间位置，氩气从顶部吹进来后，经过护板空隙再经下部隔热笼的排气孔排到保温罩外部，最后通过炉体排气孔排出到铸锭炉外，气体经过的路径比较长，且路径弯曲，携带杂质的气体不容易排出到炉体外。另外，气体还会在盖板与硅熔体之间的空间形成混流，气流会带入坩埚外部的杂质与硅熔体蒸发出的杂质旋流在回旋的混流中，不利于杂质排出，从而造成硅锭中碳含量偏高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多晶硅铸锭炉，该多晶硅铸锭炉能够有效避免坩埚外部的碳杂质进入硅熔体，同时还能将硅熔体蒸发出的杂质带出炉体，降低多晶硅锭的碳含量。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的多晶硅铸锭炉包括一个进气结构，所述的进气结构设置在坩埚侧壁，包括进气管以及将从进气管进来的气体进行分流的分流组件，所述的分流组件与所述进气管垂直连接。

其中，所述的分流组件包括一个与所述进气管呈丁字连接的容纳气体的空腔和一个进气通道。

其中，所述的进气通道为口径小于所述进气管口径并与所述空腔垂直连接的分支进气管。

其中，所述的分支进气管的数量为2-6个。

其中，所述的进气通道为设置在所述空腔上的横截面小于所述进气管口径的凹槽。

其中，所述的进气通道为设置在所述空腔上的孔径小于所述进气管口径的小孔。

其中，所述进气通道一侧及相对一侧的所述护板设有开口，所述开口呈凹形。

其中，所述护板开口顶端低于所述坩埚侧壁顶端的距离为2厘米以上。

其中，所述护板开口顶端低于所述坩埚侧壁顶端的距离为3-8厘米。

其中，所述铸锭炉内还设置有出气通道，所述出气通道设置在与所述进气通道相对一侧的所述护板开口处。

由此可见，本实用新型的多晶硅铸锭炉，气体通过进气管进入容纳气体的空腔，再通过进气通道进入坩埚，气体在硅熔体表面形成平行气流层，最后通过出气通道排出。由于气体通过进气通道从坩埚侧壁平行于硅熔体进入，因此气体经过的路径比较短，同时还能避免气体在硅熔体表面形成涡流，使坩埚外部的杂质进入硅熔体。

附图说明

图1是本实用新型多晶硅铸锭炉的示意图；

图2是本实用新型护板的示意图；

图3是本实用新型第一实施例进气结构的示意图；

图4是本实用新型第二实施例进气结构的示意图；

图5是本实用新型第三实施例进气结构的示意图；

附图中附图标记所对应的名称为：1-坩埚，2-护板，3-底板，4-盖板，5-硅熔体，6-进气管，7-分流组件，701-空腔，702-进气通道，8-出气通道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本实用新型的优点和特征，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚的界定。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参考图1、图2和图3，本实用新型提供的多晶硅铸锭炉，该多晶硅铸锭炉包括坩埚1、护板2、底板3、盖板4，坩埚1放置在底板3上，护板2设置在坩埚1外侧，盖板4设置在坩埚1上方。该铸锭炉内还包括进气结构，所述的进气结构设置在坩埚1侧壁，包括进气管6以及将从进气管6进来的气体进行分流的分流组件7，所述的分流组件7与进气管6垂直连接，所述的分流组件7包括一个与进气管6呈丁字连接的容纳气体的空腔701和一个进气通道702，所述的进气通道702为口径小于进气管6口径并与所述空腔701垂直连接的分支进气管。在所述进气通道702一侧及相对一侧的护板2上设有开口，所述开口呈凹形，护板2开口顶端低于坩埚2侧壁顶端的距离为2厘米以上。在铸锭炉内还设置有出气通道8，所述出气通道8设置在与所述进气通道702相对一侧的护板2开口处。

进一步地，所述分支进气管的数量可以优选为3、4、5个。

进一步地，所述护板2开口顶端低于所述坩埚1侧壁顶端的距离优选为3cm，4cm，5cm，6cm，7cm。

当气体通过进气管6进入容纳气体的空腔701，再通过分支进气管进入坩埚1，气体在硅熔体5表面形成平行气流层，最后通过出气通道8排出，不仅阻挡了坩埚1外部的碳气氛进入硅熔体5，同时气流还能带走硅熔体5蒸发产生的含碳气体，提高了硅锭的质量。

实施例2

请参考图1、图2和图4，本实用新型提供的多晶硅铸锭炉，该多晶硅铸锭炉包括坩埚1、护板2、底板3、盖板4，坩埚1放置在底板3上，护板2设置在坩埚1外侧，盖板4设置在坩埚1上方。该铸锭炉内还包括进气结构，所述的进气结构设置在坩埚1侧壁，包括进气管6以及将从进气管6进来的气体进行分流的分流组件7，所述的分流组件7与进气管6垂直连接，所述的分流组件7包括一个与进气管6呈丁字连接的容纳气体的空腔701和一个进气通道702，所述的进气通道702为设置在空腔701上的横截面小于进气管6口径的凹槽。在所述进气通道702一侧及相对一侧的护板2上设有开口，所述开口呈凹形，护板2开口顶端低于坩埚2侧壁顶端的距离为2厘米以上。在铸锭炉内还设置有出气通道8，所述出气通道8设置在与所述进气通道702相对一侧的护板2开口处。

进一步地，所述护板2开口顶端低于所述坩埚1侧壁顶端的距离优选为3cm，4cm，5cm，6cm，7cm。

当气体通过进气管6进入容纳气体的空腔701，再通过空腔701上设置的凹槽进入坩埚2，气体在硅熔体5表面形成平行气流层，最后通过出气通道8排出，不仅阻挡了坩埚1外部的碳气氛进入硅熔体5，同时气流还能带走硅熔体5蒸发产生的含碳气体，提高了硅锭的质量。

实施例3

请参考图1、图2和图5，本实用新型提供的多晶硅铸锭炉，该多晶硅铸锭炉包括坩埚1、护板2、底板3、盖板4，坩埚1放置在底板3上，护板2设置在坩埚1外侧，盖板4设置在坩埚1上方。该铸锭炉内还包括进气结构，所述的进气结构设置在坩埚1侧壁，包括进气管6以及将从进气管6进来的气体进行分流的分流组件7，所述的分流组件7与进气管6垂直连接，所述的分流组件7包括一个与进气管6呈丁字连接的容纳气体的空腔701和一个进气通道702，所述的进气通道702为设置在空腔701上的孔径小于进气管6口径的小孔。在所述进气通道702一侧及相对一侧的护板2上设有开口，所述开口呈凹形，护板2开口顶端低于坩埚2侧壁顶端的距离为2厘米以上。在铸锭炉内还设置有出气通道8，所述出气通道8设置在与所述进气通道702相对一侧的护板2开口处。

进一步地，所述护板2开口顶端低于坩埚1侧壁顶端的距离优选为3cm，4cm，5cm，6cm，7cm。

当气体通过进气管6进入容纳气体的空腔701，再通过空腔701上设置的小孔进入坩埚，气体在硅熔体5表面形成平行气流层，最后通过出气通道8排出，不仅阻挡了坩埚1外部的碳气氛进入硅熔体5，同时气流还能带走硅熔体5蒸发产生的含碳气体，提高了硅锭的质量。