一种多晶铸锭炉的制作方法

本实用新型涉及多晶铸锭技术领域，特别涉及一种多晶铸锭炉。

背景技术：

随着光伏产业技术的不断成熟，光伏电池的光电转换效率快速提升，从而使得制造成本快速下降，晶体硅太阳能电池已逐步占据着光伏产业的主导地位。从目前太阳能电池市场环境看，提高太阳能电池的转换效率是太阳能电池行业的主流方向。虽然单晶硅的转换效率远远大于多晶硅，但是单晶硅的成本较高。因此，为了提高太阳能电池的转换效率，太阳能企业不断对多晶铸锭炉系统和多晶硅锭的铸造方法做出改进。

而铸造多晶硅锭，是将装料后的坩埚放置在铸锭炉内，经过炉腔抽空、加热、熔化、长晶、退火、冷却后，完成硅锭的铸造。其中，长晶过程是通过底部的散热平台进行散热而实现长晶。

现有的散热平台均为平整的板状散热平台，由于从中间向散热平台底部及两端散热而导致散热不均，且进气系统是从炉体的上部正中央的进气口吹进，最后从上炉体的又侧出线口排出，在整个炉腔内的气流导向形成旋涡式的混乱气流，使硅料中形成一个竖直温度梯度，这个温度梯度使坩埚内的硅液从底部开始凝固，因此炉腔内混乱的气息对于结晶时竖直温度梯度的控制有副作用，不利于晶体的竖直性生长，长晶过程中会出现凸形晶面，形成位错，沉积杂质，影响多晶硅品质。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供了一种多晶铸锭炉，形成了严格的竖直温度梯度，有利于形成晶锭的竖直晶向型，提高晶硅质量。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种多晶铸锭炉，包括设置在铸锭炉主体的出气口，所述出气口的高度低于设置在所述铸锭炉主体内坩埚的高度。

其中，所述出气口的数量为多个。

其中，相邻所述出气口在所述铸锭炉主体水平周向等间距分布。

其中，多个所述出气口与所述坩埚的间距相等。

其中，所述出气口与所述坩埚之间的间距为所述坩埚高度的1/10～1/5。

其中，所述出气口的出口方向斜向下。

其中，多个所述出气口与所述铸锭炉主体的侧面夹角相等

其中，所述出气口与所述铸锭炉主体的侧面夹角为45°～60°。

其中，所述出气口为圆柱状出气口或方型出气口。

其中，多个所述出气口的形状相同、尺寸相等。

本实用新型实施例所提供的多晶铸锭炉，与现有技术相比，具有以下优点：

所述多晶铸锭炉，通过将设置在铸锭炉主体上设置高度低于铸锭炉主体内坩埚高度的出气口，替换原有的在铸锭炉主体的上炉体设置出气口，使得铸锭炉内的气流从现有的气体从上炉体垂直硅液表面进入，最后从上炉体流出，改变为从下炉体流出，将现有的漩涡气流导向改变为自上而下的导气模式，利用下炉体的定向凝固块进行导热降温，形成严格的自上而下的竖直温度梯度，利于长晶阶段形成严格的竖直晶向，且气体持续吹向硅液表面时，气体从四周坩埚护板的开口中流出，有利于硅液向四周排杂，利于晶向的连续构造，提高了长晶效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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为本实用新型实施例提供的多晶铸锭炉的一种具体实施方式的结构示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的多晶铸锭炉的一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，所述多晶铸锭炉，包括设置在铸锭炉主体10的出气口30，所述出气口30的高度低于设置在所述铸锭炉主体10内坩埚20的高度。

通过将设置在铸锭炉主体10上设置高度低于铸锭炉主体10内坩埚20高度的出气口30，替换原有的在铸锭炉主体10的上炉体设置出气口30，使得铸锭炉内的气流从现有的气体从上炉体垂直硅液表面进入，最后从上炉体流出，改变为从下炉体流出，将现有的漩涡气流导向改变为自上而下的导气模式，利用下炉体的定向凝固块进行导热降温，形成严格的自上而下的竖直温度梯度，利于长晶阶段形成严格的竖直晶向，且气体持续吹向硅液表面时，气体从四周坩埚20护板的开口中流出，有利于硅液向四周排杂，利于晶向的连续构造，提高了长晶效率。

为了进一步提高铸锭炉的铸锭效率和质量，减少由于出气口30的设置所造成的坩埚20水平方向的温度分布不平衡，一般所述出气口30的数量为多个。

优选的，相邻所述出气口30在所述铸锭炉主体10水平周向等间距分布。

本实用新型中，铸锭炉主体10水平周向是指在从俯视角度观察，多个排气口与铸锭炉主体10中心的夹角相等。

更进一步，为了减少可能存在的横向混乱气流，多个所述出气口30与所述坩埚20的间距相等。

即多个出气口30与坩埚20底部之间的间距相等，通过这种结构设计，使得从顶部通入的氩气等气体在铸锭过程中，能够同时从多个出气口30流出，而非存在先后顺序，造成气流在水平方向形成漩涡，

本实用新型对于出气口30与坩埚20之间的距离不做具体限定，一般所述出气口30与所述坩埚20之间的间距为所述坩埚20高度的1/10～1/5。

工作人员可以沟通过计算机模拟以及实际验证等方式，获得最优的出气口30与坩埚20之间的间距，从而获得更高质量和更高效率的多晶铸锭。

本实用新型中由于气体从铸锭炉主体10的观察孔进入，气体的总流向是从上到下，为了方便气体流出，减少在内部堆积形成涡流，在本实用新型的一个实施例中，所述出气口30的出口方向斜向下，这样设计使得从铸锭炉顶部进入的气体在通过坩埚20的侧壁之后，从出气口30流出时，减少了聚集的可能，提高了排气效率。

为了进一步提高多晶铸锭炉的铸锭质量，使得在各个方向的气流的流速基本保持一致，一般所述出气口30与所述铸锭炉主体10的侧面夹角相等

本实用新型对于出气口30与铸锭炉主体10的连接以及相对位置设置不做具体限定，一般所述出气口30与所述铸锭炉主体10的侧面夹角为45°～60°。

本实用新型中对于出气口30与铸锭炉主体10的形状以及尺寸不做具体限定。

一般，所述出气口30为圆柱状出气口30或方型出气口30。

优选的，多个所述出气口30的形状相同、尺寸相等。

需要指出的是，本实用新型中的出气口30的管路一般为直线，上述的圆柱状出气口30或方向出气口30，即从出气口30的起始端到末端为直线，而且从起始端到末端，出气口30的直径可以是保持不变，如上述的圆柱状出气口30或方向出气口30，也可以逐渐变大或变小；另外，出气口30从起始端到末端的轴线可以为如上的直线，也可以为曲线，向上弯曲或向下弯曲，用户可根据需要以及各种模拟实现最优出气口30长度、形状。

综上所述，本实用新型实施例提供的多晶铸锭炉，通过将设置在铸锭炉主体上设置高度低于铸锭炉主体内坩埚高度的出气口，替换原有的在铸锭炉主体的上炉体设置出气口，使得铸锭炉内的气流从现有的气体从上炉体垂直硅液表面进入，最后从上炉体流出，改变为从下炉体流出，将现有的漩涡气流导向改变为自上而下的导气模式，利用下炉体的定向凝固块进行导热降温，形成严格的自上而下的竖直温度梯度，利于长晶阶段形成严格的竖直晶向，且气体持续吹向硅液表面时，气体从四周坩埚护板的开口中流出，有利于硅液向四周排杂，利于晶向的连续构造，提高了长晶效率。

以上对本实用新型所提供的多晶铸锭炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。