[發明專利]全單晶硅鑄錠爐

有效

• 申請號: 201410040583.0
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103741205A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 水川;許柏
• 申請（專利權）人: 安徽大晟新能源設備科技有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/06
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 王琪

技術領域

本發明屬于太陽電池硅錠生產設備技術領域，特別涉及一種全單晶硅鑄錠爐。

背景技術

單晶硅是在熱場中進行拉制的，熱場的優劣對單晶硅質量有很大影響。單晶硅生長過程中，好的熱場，能生產出高質量的單晶。不好的熱場容易使單晶變成多晶，甚至根本引不出單晶。有的熱場雖然能生長單晶，但質量較差，有位錯和其他結構缺陷。因此，找到較好的熱場條件，配置最佳熱場，是非常重要的技術。

現在國內或國外使用的單晶硅鑄錠爐存在以下不足之處：1、美國GT鑄錠爐五面式加熱采用上加熱器和四個側面加熱器，無下加熱器，在準單晶鑄錠過程中，熔化硅料時間長、整個熱場橫向熱場溫度梯度大，造成側面籽晶熔化過多，不利于準單晶的生長。2、德國ALD鑄錠爐采用上下加熱器，無四個側面加熱器，在準單晶鑄錠過程中，側面熱場溫度跟不上，不利于準單晶生長。3、有的結構無水冷盤，無法控制單晶生長的方向，會產生大量的多晶，這樣硅錠的單晶率較低。4、有的結構水冷盤在隔熱籠內部，有兩個缺點：A:在開爐后水冷盤不可能斷水，這樣坩堝下部溫度就低，會使得仔晶上部的硅料有可能不融化，而產生多晶，即使熔化,則能耗太高；B:水冷盤在隔熱籠內部也就是在高溫區內，一直受高溫輻射，一旦斷水或漏水就會發生不可想象的后果。

發明內容

本發明的目的在于克服以上不足，提供一種全單晶硅鑄錠爐，以滿足在單晶硅生產中隔熱籠內部保持合理的溫度梯度，從而保證單晶硅錠的整體質量、提高設備的生產效率。

為實現上述目的，本發明采用以下方案：

一種全單晶硅鑄錠爐，包括爐體、隔熱籠、上發熱體、下發熱體、側發熱體、上坩堝蓋板、側坩堝護板、石英坩堝、熱交換臺、升降立柱、水冷盤。所述隔熱籠內部的上方固定設有上發熱體，隔熱籠內部的四周固定設有側發熱體，隔熱籠中部設有熱交換臺，熱交換臺上平面置有石英坩堝，石英坩堝的四周設有側坩堝護板，側坩堝護板的上方設有上坩堝蓋板，熱交換臺底部設有下發熱體。

所述隔熱籠為箱體型，固定在爐體內，可保持硅料融化的溫度，使坩堝內仔晶上的硅料完全融化。

所述隔熱籠內部的下發熱體、熱交換臺與升降立柱連接；上坩堝蓋板、側坩堝護板、石英坩堝、下發熱體、熱交換臺可隨升降立柱一起上下移動，形成工藝要求所需的動態熱場。

所述隔熱籠底部外側設有水冷盤，在結晶時隔熱籠下部打開暴露水冷盤，使隔熱籠內高溫輻射到水冷盤上，形成單晶生長的溫度梯度，確保單晶硅的生長。

所述熱交換臺為兩層結構，下熱交換臺與下發熱體、升降立柱固定連接；上熱交換臺為活動式，置于下熱交換臺上平面，其上放置石英坩堝、側坩堝護板、上坩堝蓋板。

本發明結構合理，采用固定式隔熱籠、可升降熱交換臺及隔熱籠底部外的水冷盤，形成了一個更加合理的動態六面熱場；六面式熱場加熱方式采用上、下發熱體和一組側面發熱體，三組發熱體均可獨立控制。使用雙層熱交換臺，轉運操作更加方便及安全。從而避免了目前已有技術中的不足之處，使整個熱場橫向熱場梯度小，熔化硅料時間短，提高了單晶率，縮短了工藝周期，提高了設備的生產效率，可節約能耗、降低鑄錠生產成本。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合實施例及其附圖對本發明做進一步詳細的說明：

如圖1所示，一種全單晶硅鑄錠爐，包括爐體1、隔熱籠11、上發熱體2、下發熱體9、側發熱體6、上坩堝蓋板3、側坩堝護板4、石英坩堝5、上熱交換臺7、下熱交換臺8、升降立柱10、水冷盤12。

所述隔熱籠11為箱體型，固定在爐體1內。

所述隔熱籠11內部的上方固定設有上發熱體2，隔熱籠11內部的四周固定設有側發熱體6，隔熱籠11中部設有熱交換臺，熱交換臺為兩層結構，下熱交換臺8與下發熱體9、升降立柱10固定連接；上熱交換臺7為活動式，置于下熱交換臺8的上平面，其上放置石英坩堝5，石英坩堝5的四周設有側坩堝護板4，側坩堝護板4的上方設有上坩堝蓋板3；上坩堝蓋板3、側坩堝護板4、石英坩堝5、上熱交換臺7、下熱交換臺8、下發熱體9可隨升降立柱10一起上下移動。

所述隔熱籠11底部外側設有水冷盤12。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干變型和改進，這些也應視為屬于本發明的保護范圍。