硅铸锭热场结构的制作方法

本实用新型涉及光伏制造领域，尤其涉及一种硅铸锭热场结构。

背景技术：

目前光伏行业内，无论是多晶铸锭炉还是单晶铸锭炉热场内，普遍用的发热元件都是高纯石墨材料，由于其耐高温且性能稳定，等径压材料密度都较为均匀，可以达到比较好的电阻率均匀、稳定控制和生产。在热场设计过程中，都会对加热器的电阻率有一个初步选择和预估，根据不同加热器的材质选择不同的电阻率后，通过设计计算出所需要的电阻值大小，但是由于不同厂家生产的石墨材料的电阻率可能存在偏差，所以需要在初加工加热器的厚度时，通过多次加工和测量来调整来达到符合设计要求的电阻值要求。

但是，无论加热器的最终加工厚度如何，其上下、左右整个加热器基本都保持一个相同的厚度，如图1所示，在加热器a的厚度方向上的两个平面(即内、外侧表面)都是相对平行的，基本没有厚度变化，因而加热器中心位置m和端部位置n处的电阻值也基本相同。因此，在加热器a的整个辐射面上基本都是发热量相同，而当四个加热器a组合成方形热场围绕在方形坩埚b四周时，加热器两端部位置处的热量将与相邻加热器端部位置处的热量相互藕合，从而导致加热器的端部位置处的温度会高于加热器中心位置m处的温度，进而导致坩埚的四个边角处温度过高，界面过凸，容易使晶体生长产生缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种硅铸锭热场结构，以改善现有技术中加热器对坩埚边角处加热不均匀的问题。

具体地，本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种硅铸锭热场结构，包括坩埚及围绕在坩埚四周的加热器，所述加热器具有中心部及位于中心部两端的端部，所述端部的厚度厚于所述中心部的厚度。

进一步地，所述中心部和端部相互串联连接，且端部的厚度朝远离中心部的方向逐步变厚。

进一步地，所述坩埚呈方向，其设有四个边角；所述加热器的端部位于所述坩埚的边角处。

进一步地，所述端部具有平整的外壁面及倾斜的内壁面。

进一步地，所述倾斜的内壁面自所述中心部位置处逐渐向内侧倾斜延伸而成。

进一步地，所述加热器设有四个，其分别设置在所述坩埚的四个方向上，可从四个方向上对所述坩埚进行加热。

进一步地，所述加热器与坩埚的外壁之间设有石墨护板，所述石墨护板围绕在所述坩埚的四个方向上。

进一步地，所述坩埚的底部还设有散热平台。

本实用新型通过改变加热器两端部位置处的厚度，使两端部的温度稍低于加热器的中心区域，从而达到发热梯度的效果，优化了整个热场的温度分布，有利于改善坩埚边角处的晶体缺陷，提高晶体质量。

附图说明

图1为现有技术中硅铸锭热场结构布局示意图。

图2为本实用新型硅铸锭热场结构的布局示意图。

图3为本实用新型硅铸锭热场结构的加热器的示意图。

图4为本实用新型硅铸锭热场结构的内部结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参图2至图4所示，本实用新型提供一种硅铸锭热场结构，其包括坩埚10、围绕在坩埚10四周的石墨护板20、围绕于所述石墨护板20四周的加热器30以及支撑于坩埚10底部的散热平台40。所述坩埚10呈四方形，其用于容纳硅料，并使硅料在其内部变成熔融状态。所述石墨护板20围绕在所述坩埚10的四个方向上，使坩埚10被设置在石墨护板20的内侧，可实现在四个方向上对坩埚10的保护，优选地，所述坩埚10的底部也可以设置石墨护板20，这样使得坩埚10收到四周和下方的多重保护。所述散热平台40位于所述坩埚10的下方，优选地，所述散热平台40支撑于所述坩埚10底部的石墨护板20上，用于对坩埚10进行散热。所述坩埚10在其四周加热器30的共同加热作用下，将热量传递至内部的硅料使其熔化，以下详细描述加热器30。

如图2所示，所述加热器30设有四个，其分别设置在所述坩埚10的四个方向上，可从四个方向上对所述坩埚10进行加热升温处理，且加热器30与坩埚10外壁之间设有所述石墨护板20，避免加热器30的直接面向坩埚10，所述每个加热器30与石墨护板20之间保留有一定的间隙。相邻两个加热器30的端部32通过连接板50相互连接固定，所述连接板50与所述坩埚10的四个边角相互位置对应。所述加热器30包括中心部31及位于中心部31两端的端部32，所述中心部31对应坩埚10内的中心区域o，所述端部32则位于坩埚10的边角处，所述中心部31和端部32相互串联，通电状态下两者内部的电流相同，其中，所述端部32的厚度厚于所述中心部31的厚度，因此，所述端部32的电阻小于中心部31的电阻，由此使得其在通电状态下产生的热量将小于中心部31产生的热量，从而可以降低坩埚10的四个边角处的耦合温度，使其与加热器30中心部31位置处的辐射温度更为接近，图2中箭头所示代表从加热器30向坩埚10内侧辐射的热量，并以箭头的长短表示热量的多和少，从图可知，所述加热器30端部32处的热量随着其厚度的增加而逐渐减少。

在本实用新型较佳实施例中，所述加热器30的端部32的厚度朝远离中心部31的方向逐渐变厚，如图3所示，所述端部32具有平整的外壁面33及倾斜的内壁面34，所述倾斜的内壁面34自所述中心部31位置逐渐向内侧倾斜延伸，从而使得端部32的厚度逐渐加厚。另外，所述端部32和中心部31为可拆卸连接关系，所述中心部31的两端与所述端部32连接配合形成串联关系。

综上所述，本实用新型通过改变加热器30两端部32处的厚度来改变不同位置的发热量，实现了温度的梯度变化，优化了硅锭中心、侧面和四个角上的温场梯度，改变过凸的晶体生长界面带来的缺陷，更适合对铸造单晶界面和晶体缺陷的控制和优化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。