专利名称：高产出多晶硅铸锭炉热场结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池铸锭技术领域，尤其是一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构。
背景技术：
在太阳能光伏领域，利用定向凝固的方法生产多晶硅锭是普遍采用的方法，其基本原理是将多晶硅原料放置在石英陶瓷坩埚中，放置在特定的热场系统中，加热至完全融化；然后从坩埚的底部开始冷却，硅溶液在坩埚底部开始结晶，逐渐向上凝固；完成生长过程后，通常会将热场重新闭合，并将多晶铸锭保温一段时候后开始冷却。目前行业内普遍采用450kg多晶铸锭炉型，由于生产能力或者切片机载荷的问题，实际投料量一般在 390-420kg。随着行业的发展，竞争越来越激烈，各太阳能电池生产厂家越来越注重对成本的控制，为了增大产能降低能本，各种新的设备不断被研发出，多晶炉有更大的800kg炉型研发成功，锭切片机载荷也逐渐增大，如LDK在09年下半年有生产出800kg的大型锭切片机，Ferro Tec. 2010上半年行业展会上展出HXH-800a，可装载800kg硅料。这些大炉型都在往横向发展，即原来450kg多晶铸锭炉型，可以切割25个截面为156mmX 156mm的小块， 800kg炉型的则可切割出36个这样的小块，但与其配套的大型坩埚生产工艺还未成熟，成本较高，且对多晶铸锭生产厂商而言必须购买新的炉子，不能在原有炉型上升级，因为原有炉型在横向已无发展空间。同时，配套的开方机也必须加宽升级。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，通过热场结构的优化，实现更大的装料量，提高铸锭的产能和晶锭的利用率，缩短生产周期， 总体上大幅度降低铸锭成本。即在原来450kg多晶铸锭炉型基础上，往纵向发展，实现较大的装料量。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，包括带吊杆的隔热笼、上保温板、带支柱的下保温板和隔热笼内的助凝支撑块，助凝支撑块上放置石墨坩埚以及石墨坩埚内的石英坩埚，石墨坩埚上设置有坩埚盖板，坩埚盖板上方具有顶加热器，石墨坩埚周围具有上下设置的可独立控制侧上加热器和侧下加热
ο顶加热器、侧上加热器和侧下加热器连接于上保温板上。顶加热器与助凝支撑块之间的距离580mm 740mm。石英坩埚的高度增加至装料量达550kg_750kg。本实用新型的有益效果是在目前450kg多晶铸锭炉型上，通过工艺优化，提出一种具有较高切割长度的大型多晶锭的生产方法，实现比较大的装料量，硅料装料量达 550-750kg，这样可提高铸锭的产能、晶锭的利用率，晶锭高度可达340mm 465mm ；同时由于侧面加热器分成两个加热区，可节约能耗，降低整体铸锭成本。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；
图1是本实用新型的结构示意图；图中，1.上保温板，2.顶加热器，3.侧上加热器，4.侧下加热器，5.隔热笼，6.石墨坩埚，7.助凝支撑块，8.上保温板，9.石英坩埚，10.坩埚盖板。
具体实施方式
如图1所示，一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，包括带吊杆的隔热笼5和上保温板1，带支柱的下保温板8和隔热笼5内的助凝支撑块7，助凝支撑块7上放置石墨坩埚6 以及石墨坩埚6内的石英坩埚9，石墨坩埚6上设置有坩埚盖板10，坩埚盖板10上方具有连接于上保温板1上的顶加热器2，石墨坩埚6周围具有连接于上保温板1上的上下设置地上加热器3和侧下加热器4，两个侧加热器可独立控制。顶加热器与助凝支撑块之间的距离 580mm 740mm。石英坩埚的高度增加至装料量达550kg_750kg。下面结合多晶硅的铸锭生产对本实用新型做进一步介绍。石英坩埚9装满550_750kg硅料后，外包石墨坩埚6，放置于助凝支撑块7上，隔热笼5和下保温板8闭合，将炉体抽真空，达到工艺要求真空度后，顶加热器2、侧上加热器3 和侧下加热器4开始工作，初步预热后逐渐通入氩气，但炉体仍然保持在负压状态，由于隔热笼5的保温作用，可以将隔热笼5内的温度升高到1500°C左右的高温，使硅料在十多个小时内升温融化。在化料期间流通的氩气可携带化料挥发出来的杂质。进入长晶阶段，按照工艺设定缓慢升起隔热笼5，下保温板8与隔热笼5不再闭合，助凝支撑块7底部在热辐射的作用下迅速降温，使得石英坩埚9底部因温度降低首先开始结晶生长，根据工艺要求，侧下加热器4可以逐渐停止工作，节约能耗，通过顶加热器2和侧上加热器3维持上部硅液所需要的高温环境。这样，通过控制加热和隔热笼的提升，使得硅的结晶界面形成一个垂直的温度梯度场，从下往上逐步结晶，生产出高产出的多晶硅锭。
权利要求1.一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，包括带吊杆的隔热笼(5)、上保温板(1)、带支柱的下保温板(8)和隔热笼(5)内的助凝支撑块(7)，助凝支撑块(7)上放置石墨坩埚(6) 以及石墨坩埚(6)内的石英坩埚(9)，石墨坩埚(6)上设置有坩埚盖板(10)，其特征是所述的坩埚盖板(10)上方具有顶加热器O)，石墨坩埚(6)周围具有上下设置地可独立控制侧上加热器( 和侧下加热器(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，其特征是所述的顶加热器O)、侧上加热器C3)和侧下加热器(4)连接于上保温板(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，其特征是顶加热器(2) 与助凝支撑块(7)之间的距离580mm 740mm。
4.根据权利要求3所述的一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，其特征是所述的石英坩埚(9)的高度增加至装料量达550kg-750kg。
专利摘要本实用新型涉及太阳能电池铸锭技术领域，尤其是一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，包括带吊杆的隔热笼、上保温板、带支柱的下保温板和隔热笼内的助凝支撑块，助凝支撑块上放置石墨坩埚以及石墨坩埚内的石英坩埚，石墨坩埚上设置有坩埚盖板，坩埚盖板上方具有顶加热器，石墨坩埚周围具有上下设置的可独立控制侧上加热器和侧下加热器，顶加热器与助凝支撑块之间的距离580mm～740mm。本实用新型的有益效果是在目前450kg多晶铸锭炉型上，实现硅料装料量达550-750kg，提高了铸锭的产能、晶锭的利用率，晶锭高度可达340mm～465mm；同时由于侧面加热器分成两个加热区，可节约能耗，降低整体铸锭成本。
文档编号C30B29/06GK202164380SQ20112020462
公开日2012年3月14日 申请日期2011年6月17日 优先权日2011年6月17日
发明者陈雪 申请人:常州天合光能有限公司