一种高效多晶铸锭炉热场结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种高效多晶铸锭炉热场结构，包括：炉体和设在炉体内的隔热笼；设在隔热笼内的上加热器和下加热器；设在上加热器和下加热器之间的石英坩埚；设在石英坩埚下面的石墨底板及设在石墨底板四边上面的石墨侧板，石英坩埚埋于石墨侧板之间；设在所述的石墨底板下面的定向凝固块；水平地设在定向凝固块四周的热场板，其一端与隔热笼內臂相接，其另一端的下表面搭接在定向凝固块上；设在石墨侧板与石墨底板之间的第一隔热层及设在热场板上表面的第二隔热层；设在石墨底板和定向凝固块之间的保温层。本实用新型能够提供适合的高效热场，使多晶硅碇在长晶过程中固液界面分布合理，利于长晶过程中的杂质排杂，能够大大提高晶体的整体质量。
【专利说明】一种高效多晶铸锭炉热场结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳能光伏元件加工设备领域，涉及一种定向凝固法生产多晶硅锭用的铸锭炉热场结构，特别是一种高效多晶铸锭炉热场结构。
【背景技术】
[0002]目前光伏行业发展迅速，并且市场竞争激励，降低电池效率和生产成本成为重中之重，闻效多晶娃旋(小晶粒尺寸)成为目如发展趋势，不断提升闻效多晶娃旋质量和节能降耗是下一步降低成本的重要途径。
[0003]多晶铸锭目前以籽晶法最为普遍，铸锭过程中首先将选好的籽晶铺到坩埚底部，再将多晶硅原料放入石英坩埚底部，然后用包括加热、熔化、长晶、退火和冷却等步骤的定向凝固法生广闻效多晶娃旋。
[0004]现有多晶炉设有一块定向凝固块和四周梯形板，这样的结构铸锭热场温度分布不适合，导致多晶硅碇在长晶过程中固液界面凸凹明显，分布不合理，不利于长晶过程中的杂质排杂，对晶体的整体质量有较大的影响。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种高效多晶铸锭炉热场结构，该多晶铸锭炉热场结构能够提供适合的高效热场，使多晶硅碇在长晶过程中固液界面分布合理，利于长晶过程中的杂质排杂，能够大大提高晶体的整体质量。
[0006]本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。本实用新型是一种高效多晶铸锭炉热场结构，其点在于，包括:
[0007]炉体和设在炉体内的隔热笼；
[0008]设在隔热笼内的上加热器和下加热器；
[0009]设在上加热器和下加热器之间的用于盛放多晶硅料的石英坩埚；
[0010]同轴地设在石英坩埚下面的石墨底板及竖直地设在石墨底板四边上面的石墨侧板，所述的石英坩埚埋于石墨侧板之间；
[0011]同轴地设在所述的石墨底板下面用于定向导热的定向凝固块；
[0012]水平地设在定向凝固块四周的热场板，其一端与隔热笼内臂相接，其另一端的下表面搭接在定向凝固块的上表面；
[0013]设在石墨侧板与石墨底板之间的第一隔热层及设在热场板上表面的第二隔热层；
[0014]设在石墨底板和定向凝固块之间的保温层。
[0015]本实用新型一种高效多晶铸锭炉热场结构技术方案中，进一步优选的技术方案特征是，所述的第一隔热层长度超出梯形板，超出部分长为10-50mm。
[0016]本实用新型一种高效多晶铸锭炉热场结构技术方案中，进一步优选的技术方案特征是，所述的第一隔热层水平截面的长度和宽度与石墨侧板底面的长度和宽度相同。
[0017]本实用新型一种高效多晶铸锭炉热场结构技术方案中，进一步优选的技术方案特征是，所述的第一隔热层、第二隔热层和保温层的材料均为碳毡。
[0018]与现有技术相比，本实用新型通过在石墨底板与石墨侧板之间及热场板上设置隔热层、石墨底部与定向凝固块之间设置保温层，可以控制热量在不同材质间的热传递，减少坩埚和石墨侧板温度的散失，使硅料熔化时适度保温，降低能耗；长晶时可以提高坩埚侧壁温度，改善固液界面，从凹变为水平或微凸，有利于杂质排杂，提高晶体质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下参照附图，进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成其权力的限制。
[0021 ] 实施例1，参照图1，一种高效多晶铸锭炉热场结构，包括:
[0022]炉体和设在炉体内的隔热笼I ;
[0023]设在隔热笼I内的上加热器2和下加热器3 ；
[0024]设在上加热器和下加热器之间的用于盛放多晶硅料的石英坩埚；
[0025]同轴地设在石英坩埚4下面的石墨底板5及竖直地设在石墨底板5四边上面的石墨侧板7，石英坩埚4埋于石墨侧板7之间；
[0026]同轴地设在石墨底板下面用于定向导热的定向凝固块6 ；
[0027]水平地设在定向凝固块6四周的热场板8，热场板8 一端与隔热笼内臂相接，热场板8的另一端的下表面搭接在定向凝固块6的上表面，热场板8的形状为梯形。
[0028]垫在石墨侧板7与石墨底板5之间的第一隔热层9及铺设在热场板上表面的第二隔热层11，第一隔热层长度超出梯形板，超出部分长为10-50mm，优选为20mm，还可以为1mm或50mm,也可以为在10_50mm之间的任意尺寸,第一隔热层厚度为10_50mm。
[0029]垫设在石墨底板5和定向凝固块6之间的保温层10，保温层10的宽度为10_50mm，高度为10_50mm。
[0030]优选的，第一隔热层9水平截面的长度和宽度与石墨侧板7底面的长度和宽度相同，
[0031]上述的第一隔热层9、第二隔热层11和保温层10的材料均为碳毡，碳毡又名碳纤维毡，是聚丙烯腈基碳毡，分为软质碳毡和硬质碳毡(也叫固化毡，软碳毡加胶后固化)，根据碳毡生产过程中的温度不同分为碳毡(国内一般处理温度为900多度)和石墨毡(国内一般处理温度为1700度左右),总体来说分为4类:碳租、石墨租、硬质碳租、硬质石墨租。
[0032]在多晶硅装料后，在石墨底板5安装四周石墨侧板，并选择合适的隔热材料垫到石墨底部和石墨侧板之间。此改造工艺正常装料运行，可以减少坩埚石墨侧板温度散失，降低能耗。
[0033]在多晶铸锭装炉之前，将隔热材料以适当的尺寸垫到四周梯形板上，宽度长于梯形板，此改造工艺正常装料运行，熔化时可以减少坩埚四周温度散失，降低能耗；同时，坩埚侧壁温度提高，改善固液界面，从凹变为水平或微凸，有利于杂质排杂，提高晶体质量。
[0034]在多晶铸锭装炉后，将保温材料以适当的尺寸塞到石墨底板与定向凝固块之间，即定向凝固块四周凹槽处，此改造工艺正常装料运行，当长晶时，提高坩埚侧壁温度，改善固液界面，从凹变为水平或微凸，有利于杂质排杂，提高晶体质量。
[0035]本实用新型通过在石墨底板与石墨侧板之间及热场板上设置隔热层、石墨底部与定向凝固块之间设置保温层，可以控制热量在不同材质间的热传递，减少坩埚和石墨侧板温度的散失，使硅料熔化时适度保温，降低能耗；长晶时可以提高坩埚侧壁温度，改善固液界面，从凹变为水平或微凸，有利于杂质排杂，提高晶体质量。
【权利要求】
1.一种高效多晶铸锭炉热场结构，其特征在于，包括: 炉体和设在炉体内的隔热笼； 设在隔热笼内的上加热器和下加热器； 设在上加热器和下加热器之间的用于盛放多晶硅料的石英坩埚； 同轴地设在石英坩埚下面的石墨底板及竖直地设在石墨底板四边上面的石墨侧板，所述的石英坩埚埋于石墨侧板之间； 同轴地设在所述的石墨底板下面用于定向导热的定向凝固块； 水平地设在定向凝固块四周的热场板，其一端与隔热笼内臂相接，其另一端的下表面搭接在定向凝固块的上表面； 设在石墨侧板与石墨底板之间的第一隔热层及设在热场板上表面的第二隔热层； 设在石墨底板和定向凝固块之间的保温层。
2.根据权利要求1所述的高效多晶铸锭炉热场结构，其特征在于:第一隔热层长度超出梯形板，超出部分长为10-50mm。
3.根据权利要求1所述的高效多晶铸锭炉热场结构，其特征在于:所述的第一隔热层水平截面的长度和宽度与石墨侧板底面的长度和宽度相同。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高效多晶铸锭炉热场结构，其特征在于:所述的第一隔热层、第二隔热层和保温层的材料均为碳毡。
【文档编号】C30B29/06GK204111927SQ201420514360
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】唐青岗 申请人:韩华新能源科技有限公司