[實用新型]復(fù)合型坩堝側(cè)面護板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220067422.7
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN202492614U
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志強
• 申請（專利權(quán)）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種復(fù)合型坩堝側(cè)面護板。

背景技術(shù)

在太陽能光伏領(lǐng)域，定向凝固法生長多晶硅錠是主要的生長方式之一。其基本原理是，將多晶硅原料放置在石英陶瓷坩堝中，石英陶瓷坩堝放置在由石墨坩堝底板及石墨坩堝側(cè)面護板構(gòu)成的石墨坩堝中，放置在熱場中，加熱使得硅料熔化。然后，熱場底部開啟，熱量從坩堝底部釋放，溫度降低，坩堝的底部將逐漸冷卻到硅料的結(jié)晶點溫度。然后硅溶液在坩堝底部開始結(jié)晶，逐漸向上生長，形成自下而上的柱狀晶體結(jié)構(gòu)。對于采用頂部和側(cè)面加熱的定向凝固系統(tǒng)來講，并且采用頂部加熱器和側(cè)部加熱器功率分配比例為定值的情況下，為了保持長晶后期結(jié)晶界面不過分上凸，通常側(cè)加熱器的下沿位于坩堝的中下部位置。晶體生長的前半部分，由于坩堝壁向四周的散熱，使得坩堝壁面溫度降低，因此形成新的晶核并向晶體內(nèi)部生長，壓縮從坩堝底部生長出來的柱狀晶生長空間，使得晶錠邊緣的晶粒尺寸變小，降低晶體的質(zhì)量。當結(jié)晶高度超過側(cè)加熱器下沿后，在頂部和四周加熱器的作用下，晶錠中心向下的散熱比例上升，結(jié)晶界面上凸，這也是傳統(tǒng)鑄錠多晶爐完成中心長晶后，還需要幾個小時的時間來完成邊角長晶的原因。因此若能夠阻擋坩堝壁面向四周的散熱，即減少坩堝內(nèi)徑向溫度梯度，得到平坦的固液界面，則可以減少坩堝避面上新晶核的形成，得到理想的柱狀晶結(jié)構(gòu)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種復(fù)合型坩堝側(cè)面護板，減少坩堝內(nèi)徑向溫度梯度，得到平坦的固液界面，減少坩堝避面上新晶核的形成，以得到理想的柱狀晶結(jié)構(gòu)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種復(fù)合型坩堝側(cè)面護板，包括外殼和保溫層，保溫層填充在外殼內(nèi)。

保溫層填充在外殼下部。

保溫層的上端低于鑄錠爐熱場的側(cè)加熱器的下端。

外殼為石墨或碳碳復(fù)合材料，保溫層為石墨軟氈或石墨硬氈。

本實用新型的有益效果是：通過在側(cè)面護板內(nèi)填充保溫層對護板局部增強保溫，減少熱量散失，使得坩堝內(nèi)部的徑向溫度梯度減小，從而得到有利于提高晶體質(zhì)量的平坦的固液界面。并且保溫材料包裹在護板內(nèi)部，提高了使用壽命。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明；

圖1是本實用新型的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是應(yīng)用本實用新型的熱場的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1.保溫腔頂板；2.石英陶瓷坩堝；3.坩堝底板；4.石墨助凝塊；5.下爐體；6.支撐柱；7.保溫腔側(cè)壁拉桿；8.導(dǎo)氣筒；9.上爐體；10.加熱器；11.硅溶液；12.坩堝側(cè)面護板；13.保溫腔側(cè)壁；14.硅晶體；15.保溫腔底板；16.外殼；17.保溫層。

具體實施方式

實施例一：

如圖1和3所示，使用坩堝頂部和側(cè)部都具有加熱器10的多晶鑄錠爐，包括保溫腔頂板1、石英陶瓷坩堝2、坩堝底板3、石墨助凝塊4、下爐體5、支撐柱6、保溫腔側(cè)壁拉桿7、導(dǎo)氣筒8、上爐體9、加熱器10、硅溶液11、坩堝側(cè)面護板12、保溫腔側(cè)壁13、硅晶體14、保溫腔底板15。爐臺閉合后，側(cè)加熱器下沿距離石英陶瓷坩堝2的距離為180mm。復(fù)合型坩堝側(cè)面護板12包括外殼16和保溫層17，保溫層17填充在外殼16內(nèi)。外殼16材質(zhì)選用石墨，保溫層17材料選用石墨軟氈。考慮到在熔化硅料過程中，側(cè)加熱器向石英陶瓷坩堝2內(nèi)的熱場傳遞，保溫層17的上端低于鑄錠爐熱場的側(cè)加熱器的下端。即在復(fù)合型坩堝側(cè)面護板12與側(cè)加熱器高度重合的部分，復(fù)合型坩堝側(cè)面護板12內(nèi)不放置保溫層17。強化保溫的復(fù)合型坩堝側(cè)面護板12高度為150mm，厚度為20mm。晶錠的生產(chǎn)過程和普通晶錠一樣，晶錠生長完成開方后可以看出，晶粒的生長方向向坩堝壁面擴展，即抑制了坩堝避免新晶粒的生長和長大，達了預(yù)期目的。

實施例二：