[實(shí)用新型]鑄錠爐及其側(cè)板裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220726790.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202968758U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐春良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 英利能源（中國(guó)）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C30B28/06
• 分類(lèi)號(hào): C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光伏電池制造領(lǐng)域，特別是涉及一種用于鑄錠爐的側(cè)板裝置，此外，本實(shí)用新型還涉及一種包括上述側(cè)板裝置的鑄錠爐。

背景技術(shù)

目前太陽(yáng)能光伏電池制造中，所用電池硅基片90%左右為多晶硅片，少量硅基片為類(lèi)單晶硅基片，切割這兩種硅片的硅錠均為定向生長(zhǎng)法鑄錠所生產(chǎn)。

多晶鑄錠生產(chǎn)過(guò)程主要是將硅料盛放在石英坩堝內(nèi)，在鑄錠爐中通過(guò)加熱器加熱，硅料在坩堝內(nèi)經(jīng)歷由固態(tài)到液態(tài)再到固態(tài)的相變過(guò)程。由于硅料完全熔化時(shí)溫度較高，一般在1560℃左右，而石英坩堝一般在超過(guò)1200℃時(shí)就會(huì)變軟，此時(shí)石英坩堝需要足夠強(qiáng)度的支撐，石墨側(cè)板的主要作用就是支撐石英坩堝，防止其變形破裂。

請(qǐng)參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型鑄錠爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

鑄錠爐中有石墨側(cè)板11、石墨頂板12、側(cè)部加熱器13、石英坩堝14、頂部加熱器15、氬氣進(jìn)氣管16、通氣孔17、硅液18、隔熱籠19，其中，硅料裝在石英坩堝14內(nèi)，鑄錠爐內(nèi)部熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)為利用頂部加熱器15加熱模式對(duì)硅料進(jìn)行加熱，石英坩堝14的外周有石墨側(cè)板11，石墨側(cè)板11的頂部設(shè)有石墨頂板12，石墨側(cè)板11的外部還設(shè)有側(cè)部加熱器13，氬氣進(jìn)氣管16從石墨頂板12穿透進(jìn)入石英坩堝14內(nèi)，再經(jīng)過(guò)石墨側(cè)板11上的通氣孔17流出。

因此，石墨側(cè)板11的另一個(gè)作用是能夠疏導(dǎo)氬氣的流向。氬氣通過(guò)進(jìn)氣管16從硅錠正上方通入，吹到硅液18的表面，由于石墨頂板12的阻礙，氣體向四周散開(kāi)，通過(guò)石墨側(cè)板11上的通氣孔17或垛口排除，氬氣可以帶走硅液中揮發(fā)的雜質(zhì)。

請(qǐng)參考圖2和圖3，圖2為現(xiàn)有技術(shù)中通孔型石墨側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中垛口型石墨側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖。

使用傳統(tǒng)的石墨側(cè)板11，無(wú)論是通孔型111還是垛口型112，氬氣從垛口或通孔流出，由于四周是對(duì)稱(chēng)的，氬氣在四周也都是均勻?qū)ΨQ(chēng)流出。

在鑄錠爐熱場(chǎng)中，由于加熱器結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)性以及三相電流的不平衡，使得熱場(chǎng)存在不平衡，結(jié)果導(dǎo)致硅液18表面的溫度出現(xiàn)局部溫度高于其他部位的點(diǎn)，雜質(zhì)在分凝過(guò)程中會(huì)逐漸向這些過(guò)熱點(diǎn)聚集，在凝固之后最終形成疙瘩狀突起，即熱點(diǎn)。熱點(diǎn)的存在會(huì)影響硅錠上下的溫度梯度，影響晶體的生長(zhǎng)速度以及雜質(zhì)的分凝效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)降低該處硅塊的利用率。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，鑄錠爐中形成的熱點(diǎn)主要出現(xiàn)在硅錠的角部。傳統(tǒng)的石墨側(cè)板11，無(wú)論是通孔型111還是垛口型112，都不能起到針對(duì)熱點(diǎn)處的冷卻及排雜的作用。

因此，如何對(duì)鑄錠爐中的熱點(diǎn)處進(jìn)行有效地冷卻和排雜，提高硅錠的品質(zhì)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于鑄錠爐的側(cè)板裝置，該側(cè)板裝置能有效提高鑄錠爐對(duì)熱點(diǎn)處進(jìn)行冷卻和排雜的能力；此外，本實(shí)用新型還提供一種包括上述側(cè)板裝置的鑄錠爐，該鑄錠爐能有效提高硅錠的品質(zhì)。

為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供一種用于鑄錠爐的側(cè)板裝置，包括周向夾持坩堝且首尾相連的若干側(cè)板，相鄰所述側(cè)板拼接角度小于180度；所述側(cè)板沿所述坩堝的周向具有至少一個(gè)氣體通道，所述坩堝內(nèi)的惰性氣體經(jīng)所述氣體通道流出所述坩堝的內(nèi)腔，所述氣體通道靠近相鄰所述側(cè)板的連接處。

優(yōu)選地，所述側(cè)板的一端上部設(shè)有凹槽，所述凹槽形成所述氣體通道。

優(yōu)選地，所述凹槽為弧形槽，其深度向靠近所述連接處逐漸增加。

優(yōu)選地，所述側(cè)板為石墨平板。

優(yōu)選地，所述惰性氣體為氬氣。

優(yōu)選地，各所述側(cè)板的尺寸相同，各所述側(cè)板的一端上部均設(shè)有所述氣體通道。

優(yōu)選地，所述側(cè)板的數(shù)目為四塊，各所述側(cè)板的一端均設(shè)有所述氣體通道。

本實(shí)用新型還提供一種鑄錠爐，包括設(shè)于熱場(chǎng)內(nèi)的坩堝、與所述坩堝的內(nèi)腔連通的惰性氣體進(jìn)氣管，以及周向夾持所述坩堝的側(cè)板裝置，所述側(cè)板裝置為如上述任一項(xiàng)所述的側(cè)板裝置。