一种铸造单晶硅的热场结构的制作方法

本实用新型属于硅片生产设备领域，具体涉及一种铸造单晶硅的热场结构。

背景技术：

晶体硅是生产太阳能电池最主要的材料，目前主要使用多晶硅材料，相比之下采用单晶硅制作太阳能电池的光电转换效率明显的优于多晶硅材料。但是就铸造角度上看，单晶硅铸造过程中对热场要求很高，由于长晶固液界面为凸界面和凹界面都易导致位错快速的增值，将会严重影响铸造单晶质量。且目前铸造单晶热场结构都是沿用常规多晶的热场结构，并不完全适应单晶硅制作过程中的散热要求。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出一种在改造多晶硅铸锭炉的基础上获得适用于铸造单晶硅的热场结构。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种铸造单晶硅的热场结构，包括隔热笼，设置在隔热笼内部的耐高温坩埚，设置在耐高温坩埚底端的石墨底板、dss石墨导热板，隔热条和石墨导热条，所述dss石墨导热板的上端面为凸台结构，所述的隔热条设置在所述dss石墨导热板四周的边缘且悬挂在所述石墨底板的下方，所述的石墨导热条设置在所述石墨底板、dss石墨导热板和隔热条三者合围的空隙中；

在所述隔热笼的底部设有至少三层石墨硬毡隔热板，所述石墨硬毡隔热板的边缘自下而上呈台阶状逐级缩减。

作为本实用新型的进一步改进，所述石墨底板的边长大于所述dss石墨导热板的最大边长。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔热条侧面与所述dss石墨导热板的端面接触，相对的另一侧面与所述的石墨底板的边缘齐平，所述隔热条的上端面所述石墨底板的底面接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔热条在水平方向上的厚度为40-50mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述石墨导热条的厚度或所述dss石墨导热板的凸台高度为20-60mm。

优选的，所述石墨导热条的厚度或所述dss石墨导热板的凸台高度为50mm。

作为本实用新型的进一步改进，设置在所述隔热笼底部相邻两层石墨硬毡隔热板边缘的尺寸差为30mm-200mm。

优选的，设置在所述隔热笼底部相邻两层石墨硬毡隔热板边缘的尺寸差为50mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述石墨硬毡隔热板的厚度为30mm-100mm。

优选的，所述石墨硬毡隔热板的厚度为45mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述。

本实用新型的有益效果：通过采用本实用新型的热场结构，能够有利于热量的散热，从而使得长晶固液界面趋向于水平面，使得边缘硅块的位错大幅度降低，利于生产出界面平整的籽晶，有利于单晶的铸造。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2现有技术中的热场结构所铸造的单晶硅块的侧面pl拼图；

图3本实用新型的热场结构所铸造的单晶硅块的侧面pl拼图；其中：1-隔热笼，100-石墨硬毡隔热板，2-隔热条，3-石墨导热条，4-耐高温坩埚，5-dss石墨导热板，6-石墨底板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。

如图所示的一种铸造单晶硅的热场结构，包括设置在炉体中的隔热笼1，设置在隔热笼1内部的选用陶瓷或石英材料制作的耐高温坩埚4，以及设置在耐高温坩埚4底端的石墨底板6、dss石墨导热板5，隔热条2和石墨导热条3，所述dss石墨导热板5的上端面为凸台结构，所述的隔热条2设置在所述dss石墨导热板5四周的边缘且悬挂在所述石墨底板6的下方，所述的石墨导热条3设置在所述石墨底板6、dss石墨导热板5和隔热条2三者合围的空隙中，通过此结构设计打通边缘的散热通道，以利于长晶界面的水平。

在所述隔热笼1的底部设有至少三层石墨硬毡隔热板100，所述石墨硬毡隔热板100的边缘自下而上呈台阶状逐级缩减，形成在边缘的台阶面的结构与从所述dss石墨导热板5边缘散热热场相对应，同样利于长晶界面的水平，并结合以上的结构改进，共同调平长晶界面，解决边锭位错快速增值问题。

其中，热场结构中的所述石墨底板6的边长大于所述dss石墨导热板5的最大边长。所述隔热条2侧面与所述dss石墨导热板5的端面接触，相对的另一侧面与所述的石墨底板6的边缘齐平，其在水平方向上的厚度为40-50mm，优选为45mm，所述隔热条2的上端面所述石墨底板6的底面接触。

在本实用新型的实施例中，所述石墨导热条3的厚度或所述dss石墨导热板5的凸台高度为20-60mm，宽度30-70mm，其高度优选的为50mm，宽度优选50mm。

设置在所述隔热笼1底部相邻两层石墨硬毡隔热板100边缘的尺寸差为30mm-200mm，优选的尺寸为50mm。

所述石墨硬毡隔热板100的厚度为30mm-100mm，优选的厚度为45mm。

如图2和图3的对比图片中可以看出，经本实用新型对热场结构的改进所制备的单晶硅两侧边缘的缺陷（黑色区域）面积明显的小于图2中采用现有技术中的热场结构所制作的单晶硅。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：包括隔热笼（1），设置在隔热笼（1）内部的耐高温坩埚（4），设置在耐高温坩埚（4）底端的石墨底板（6）、dss石墨导热板（5），隔热条（2）和石墨导热条（3），所述dss石墨导热板（5）的上端面为凸台结构，所述的隔热条（2）设置在所述dss石墨导热板（5）四周的边缘且悬挂在所述石墨底板（6）的下方，所述的石墨导热条（3）设置在所述石墨底板（6）、dss石墨导热板（5）和隔热条（2）三者合围的空隙中；

在所述隔热笼（1）的底部设有至少三层石墨硬毡隔热板（100），所述石墨硬毡隔热板（100）的边缘自下而上呈台阶状逐级缩减。

2.根据权利要求1所述的一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：所述石墨底板（6）的边长大于所述dss石墨导热板（5）的最大边长。

3.根据权利要求2所述的一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：所述隔热条（2）侧面与所述dss石墨导热板（5）的端面接触，相对的另一侧面与所述的石墨底板（6）的边缘齐平，所述隔热条（2）的上端面与所述石墨底板（6）的底面接触。

4.根据权利要求3所述的一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：所述隔热条（2）在水平方向上的厚度为40-50mm。

5.根据权利要求1所述的一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：所述石墨导热条（3）的厚度或所述dss石墨导热板（5）的凸台高度为20-60mm。

6.根据权利要求5所述的一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：所述石墨导热条（3）的厚度或所述dss石墨导热板（5）的凸台高度为50mm。

7.根据权利要求1所述的一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：设置在所述隔热笼（1）底部相邻两层石墨硬毡隔热板（100）边缘的尺寸差为30mm-200mm。

8.根据权利要求7所述的一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：设置在所述隔热笼（1）底部相邻两层石墨硬毡隔热板（100）边缘的尺寸差为50mm。

9.根据权利要求7所述的一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：所述石墨硬毡隔热板（100）的厚度为30mm-100mm。

10.根据权利要求9所述的一种铸造单晶硅的热场结构，其特征在于：所述石墨硬毡隔热板（100）的厚度为45mm。

技术总结
本实用新型公开了一种铸造单晶硅的热场结构，包括隔热笼，设置在隔热笼内部的耐高温坩埚，设置在耐高温坩埚底端的石墨底板、DSS石墨导热板，隔热条和石墨导热条，所述DSS石墨导热板的上端面为凸台结构，所述的隔热条设置在所述DSS石墨导热板四周的边缘，所述的石墨导热条设置在所述石墨底板、DSS石墨导热板和隔热条三者合围的空隙中；在所述隔热笼的底部设有至少三层石墨硬毡隔热板，所述石墨硬毡隔热板的边缘自下而上呈台阶状逐级缩减。通过采用本实用新型的热场结构，能够有利于热量的散热，从而使得长晶固液界面趋向于水平面，使得边缘硅块的位错大幅度降低，利于生产出界面平整的籽晶，有利于单晶的铸造。

技术研发人员：陈红荣;孙庚昕;蒋利洋;居发亮;胡动力;张华利
受保护的技术使用者：江苏协鑫硅材料科技发展有限公司
技术研发日：2020.06.29
技术公布日：2021.05.28