一种低能耗大尺寸晶硅方锭凝固装置的制作方法

本实用新型涉及一种凝固装置，特别涉及一种低能耗大尺寸晶硅方锭凝固装置。

背景技术：

凝固的主要工艺包括加热、熔化、凝固长晶、退火、冷却等，在加热和熔化过程中，绝热体是封闭的，长晶时将四周绝热体提升，在坩埚下面开出一个传热的口子,使硅液从底部开始冷却,实现由下往上的定向凝固，DSS生长技术可生长大的多晶硅锭,因而产出量高，另外该工艺控制相对单晶生长简单,生产成本低，该技术可生产大的方形多晶硅片,降低了下游电池加工的成本，近几年市场上还出现了另外一种定向生长炉,它与DSS方法很相似,不同的是这种方法的冷却凝固是通过底部隔热板旋转,产生可调节大小的开口,从而达到不同的辐射散热来控制凝固速度，提高多晶硅锭的增长率和使用劣质的硅原料是需要进一步降低成本，他们可能降低多晶硅基板的质量，要想解决这个矛盾问题，重要的还是要理解定向凝固的过程并控制它，凝固技术在航空中的应用在熔模铸造型壳中建立特定方向的温度梯度，使熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向凝固的一种铸造工艺，定向凝固技术最突出的成就是在航空工业中的应用，普通铸件一般均由无一定结晶方向的多晶体组成，在高温疲劳和蠕变过程中，垂直于主应力的横向晶界往往是裂纹产生和扩展的主要部位，也是涡轮叶片高温工作时的薄弱环节，采用定向凝固技术可获得生长方向与主应力方向一致的单向生长的柱状晶体，定向凝固由于消除了横向晶界，从而提高了材料抗高温蠕变和疲劳的能力，定向凝固铸件的组织分为柱状、单晶和定向共晶3种。

在现有的多晶硅锭的技术条件下，在多晶硅锭凝固的使用性以及内部运作上依然存在着很多不足之处，大部分的凝固装置方法单一，在加热、冷却和凝固的过程中，内部加热不均匀，加热温度不易进行控制，冷却方法不合理，导致凝固出来的多晶硅锭质量偏低，工艺质量差，凝固能耗大，浪费工作时间，降低工作效率。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种低能耗大尺寸晶硅方锭凝固装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种低能耗大尺寸晶硅方锭凝固装置，包括凝固炉本体，所述凝固炉本体的一侧设置有气体输出管，所述气体输出管上设置有气压表，所述凝固炉本体的外侧设置有若干加热接入端口，所述加热接入端口的底端设置有冷却接入端口，所述凝固炉本体的底端设置有金属固定底座，所述凝固炉本体的内部设置有定型坩埚，所述定型坩埚的底端设置有冷却模块，所述冷却模块的外侧设置有移动冷却模块，所述定型坩埚的顶部设置有顶部加热器，所述移动冷却模块的一侧设置有冷却滑槽，所述定型坩埚的外侧设置有主体加热器，所述定型坩埚的顶部设置有顶部加热器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述冷却模块的底端设置有旋转轴，所述旋转轴与凝固炉本体活动连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述凝固炉本体的顶端设置有密封顶盖，所述密封顶盖的顶端设置有气体输入管。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述凝固炉本体的内侧设置有隔热保温笼。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型是一种低能耗大尺寸晶硅方锭凝固装置，可以提高凝固装置的使用性以及应用性，凝固装置在凝固的过程当中，加热均匀，内部温度容易控制，从底部进行冷却，冷却过程更加的精密，采用旋转达到不同的辐射散热来控制凝固速度，达到低能耗，高质量的效果，有效提高工作效率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的内部结构示意图；

图中：1、凝固炉本体；2、密封顶盖；3、气体输入管；4、金属固定底座；5、冷却接入端口；6、加热接入端口；7、气体输出管；8、气压表；9、顶部加热器；10、主体加热器；11、隔热保温笼；12、移动冷却模块；13、冷却模块；14、旋转轴；15、冷却滑槽；16、定型坩锅。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，本实用新型提供一种低能耗大尺寸晶硅方锭凝固装置，包括凝固炉本体1，凝固炉本体1的一侧设置有气体输出管7，气体输出管7上设置有气压表8，凝固炉本体1的外侧设置有若干加热接入端口6，加热接入端口6的底端设置有冷却接入端口5，凝固炉本体1的底端设置有金属固定底座4，凝固炉本体1的内部设置有定型坩埚16，定型坩埚16的底端设置有冷却模块13，冷却模块13的外侧设置有移动冷却模块12，定型坩埚16的顶部设置有顶部加热器9，移动冷却模块12的一侧设置有冷却滑槽15，定型坩埚16的外侧设置有主体加热器10，定型坩埚16的顶部设置有顶部加热器9。

进一步的，冷却模块13的底端设置有旋转轴14，旋转轴14与凝固炉本体1活动连接，设置的旋转轴14方便凝固炉本体1内部的定型坩埚16进行旋转，便于凝固。

凝固炉本体1的顶端设置有密封顶盖2，密封顶盖2的顶端设置有气体输入管3，设置的密封顶盖2起到密封作用，可使内部温度达到一定的热度，便捷实用。

凝固炉本体1的内侧设置有隔热保温笼11，设置的隔热保温笼11可防止凝固炉本体1内部的热量发生流失，实用性强。

具体的，本实用新型在使用的时候，可设置有方锭的定型坩埚16，当凝固装置进行加热、冷却以及凝固时，可通过气体输入管3与气体输出管7对内部空气以及气压进行控制，通过气压表8进行调试，达到理想的凝固环境，在加热的过程中，通过顶部加热器9和主体加热器10使内部加热更加均匀，隔热保温笼11可防止内部温度进行流失，在冷却凝固的过程当中，调节气压，通过底部的冷却模块13进行定向冷却，通过旋转轴14进行旋转，达到不同的辐射散热来控制凝固速度，冷却的过程当中，通过移动冷却模块12在冷却滑槽15进行缓缓向上进行移动，使冷却效果慢慢向上，使冷却过程更加的精细，使凝固效果达到最好。

本实用新型是一种低能耗大尺寸晶硅方锭凝固装置，可以提高凝固装置的使用性以及应用性，凝固装置在凝固的过程当中，加热均匀，内部温度容易控制，从底部进行冷却，冷却过程更加的精密，采用旋转达到不同的辐射散热来控制凝固速度，达到低能耗，高质量的效果，有效提高工作效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。