[發明專利]多晶硅鑄錠爐用坩堝組件

無效

• 申請號: 201110370455.9
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN103122481A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 李川川
• 申請（專利權）人: 常州市萬陽光伏有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 張利強

技術領域

本發明涉及多晶硅領域，特別是涉及一種多晶硅鑄錠爐用坩堝組件。

背景技術

在現有使用的多晶硅鑄錠爐中，用于支撐石英坩堝的石墨坩堝都是由一塊底板和四塊側板構成，當發生硅液溢流時，硅液在平坦的石墨坩堝底板上四處流動，從而不能及時發現，延長了事故的報警時間。

另外，目前在太陽能行業多晶硅錠的生產過程中，采用的是定向凝固法提純硅錠的生產工藝，所采用的設備稱多晶鑄錠爐；在生產多晶硅錠時，需要把硅料加熱至上1420℃以上使其熔化，然后進行定向凝固。生產過程中，硅料是盛裝在高純石英坩堝內加熱熔化的，由于石英坩堝在1300℃左右開始軟化，在石英坩堝的外面一般采用石墨坩堝來承托，同時也因為硅料和石墨直接接觸會發生反應，所以不能直接使用石墨坩堝承載硅料。為了保證多晶硅錠的質量，石英坩堝內表面通常采用Si涂層處理。在化料及定向凝固過程中，需要通入0.6kgf/cm²壓力的高純氫氣，以帶走硅料內雜質并減少硅蒸氣的對熱場的污染。

目前常用的石英坩堝尺寸為880mm×880mm×420mm，外面采用厚度約25.4mm石墨坩堝承重。由于在生產過程中，首先使石英坩堝內硅料完全熔化，然后讓熔化的硅料從底部往上定向凝固，最理想的效果是讓硅料從坩堝底部開始同步凝固，使成晶面在同一平面上，這樣多晶硅錠成晶率高。

目前多晶硅錠生產中存在的普遍問題是：在定向凝固過程中，硅料在坩堝四側和四角冷卻得快，坩堝中心冷卻得慢，這嚴重影響了多晶硅錠的成晶率，其原因就在于石墨坩堝底部和四周冷卻速度不一致，外側冷卻得快，底部冷卻得慢，所以不能實現外側和中心同步定向凝固。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種多晶硅鑄錠爐用坩堝組件，能夠在硅液從石英坩堝任何裂縫處溢出時，及時引導硅液的流向，還能有效地提高多晶硅鑄錠爐多晶硅錠成晶率和內在品質。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種多晶硅鑄錠爐用坩堝組件，包括：石英坩堝和設置在石英坩堝外側的石墨坩堝，所述石墨坩堝包括底板和底板四周的側板，所述底板具有網狀結構，所述石墨坩堝外側下部設有保溫層，所述保溫層外側設置有薄板。

在本發明一個較佳實施例中，所述網狀結構至少為兩層。

在本發明一個較佳實施例中，所述網狀結構的構造是蜂窩型。

在本發明一個較佳實施例中，所述保溫層上設置有槽或孔。

在本發明一個較佳實施例中，所述槽或孔為外高內低的斜槽或斜孔。

在本發明一個較佳實施例中，所述薄板上設置有與保溫層上的槽或孔位置對應、形狀一致的孔。

在本發明一個較佳實施例中，所述槽或孔為橫向的長槽或長孔。

在本發明一個較佳實施例中，所述保溫層和薄板通過螺栓固定在石墨坩堝側板上。

本發明的有益效果是：本發明揭示的多晶硅鑄錠爐用坩堝組件，能夠在硅液從石英坩堝任何裂縫處溢出時，及時引導硅液的流向，從而能及時報警，另外通過增強石墨坩堝下部保溫效果，還能有效地提高多晶硅鑄錠爐多晶硅錠成晶率和內在品質，結構設計合理。

附圖說明

圖1是本發明多晶硅鑄錠爐用坩堝組件的一較佳實施例的結構示意圖；

圖2是所示底板的結構示意圖；

附圖中各部件的標記如下：1、側板，2、石英坩堝，3、發熱體，4、孔，5、薄板，6、保溫層，7、底板。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

請參閱圖1和圖2，本發明實施例包括：

一種多晶硅鑄錠爐用坩堝組件，包括：石英坩堝2和設置在石英坩堝外側的石墨坩堝，所述石墨坩堝包括底板7和底板四周的側板1，所述底板7具有網狀結構，所述石墨坩堝外側下部設有保溫層6，所述保溫層6外側設置有薄板5。

所述底板7具有網狀結構。當石墨坩堝所支撐的石英坩堝2出現裂縫時，不論裂縫出現在石英坩堝2的任何位置，由于重力的作用，溢出的硅液體都流向底板7，此時由于底板7上具有網狀結構，所以底板7在整個平面上都具有空隙，那么當溢出的硅液流向底板7時，就能夠及時地從網狀結構中的空隙流下，從而能夠及時流向設置在底板7下方的報警裝置，及時報警，防比事故的擴大。

所述底板7采用的網狀結構為多層，不僅能夠保證底板7的強度，而且能夠方便對石英坩堝2進行加熱。