[發明專利]用于多晶硅定向凝固工藝的多晶爐

有效

• 申請號: 201410652325.8
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN105648525B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 唐駿;孟濤;路景剛;余剛
• 申請（專利權）人: 鎮江榮德新能源科技有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;佛新瑜

本發明公開了一種用于多晶硅定向凝固工藝的多晶爐，包括：一爐體；熱場；石英坩堝，所述石英坩堝位于所述熱場內，其包括一坩堝蓋板，所述坩堝蓋板與所述石英坩堝之間預設有供氬氣流出的第二氣道，所述氬氣輸入管延伸至所述熱場內并穿過所述坩堝蓋板以使氬氣通過其進入所述石英坩堝；所述爐體上還設置有抽氣管，所述抽氣管延伸至所述熱場內并從所述熱場內向所述爐體外抽送氬氣。本發明的用于多晶硅定向凝固工藝的多晶爐的氬氣流道設計合理，大大降低了氬氣流動過程的局部阻力和流程阻力，減少了旋渦的強度和數量，增加了流動的順暢性。

技術領域

本發明涉及一種晶體硅生產工藝設備,特別是指用于多晶硅定向凝固工藝的多晶爐。

背景技術

現階段，太陽能電池的主流是晶體硅太陽能電池，晶體硅電池主要分為單晶和多晶硅電池，它們所采用的基體材料是單晶和多晶硅片，而單晶和多晶硅片是通過切割單晶和多晶硅晶體而得到的。多晶硅晶體是通過多晶定向凝固生產得到的。多晶硅定向凝固工藝的關鍵設備是多晶爐，提供熱量及溫度梯度的是其中的熱場。現階段，多晶鑄錠工藝以減壓氣氛為主流工藝，一般采用通入一定設定體積流量純度99.999％以上的高純氬氣，通過調節抽氣速率，使爐內維持設定的壓力氣氛。氬氣一方面是保護氣體，使多晶爐內形成一定的壓力環境；另外，氬氣流動可以帶走熱場和硅料里面揮發出的雜質，提高硅錠的質量。

在現有的多晶爐中，由于氬氣流道的結構設計相當的不合理，拐角和空間的突變都造成氬氣流動存在相當多的旋渦，另外，由于爐體只有一個排氣孔，所以其存在嚴重的不對稱性，進一步加劇了氣體流動的不合理。實際上，實際生產過程中，從爐內氧化物的痕跡上可以驗證其氣流流流動相當的不順暢，也造成了氬氣中的雜質不能及時帶走而回到硅熔體中，造成碳氧含量等雜質的增加。

發明內容

鑒于現有技術存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種氬氣流道設計合理的用于多晶硅定向凝固工藝的多晶爐。

為了實現上述目的，本發明提供的一種用于多晶硅定向凝固工藝的多晶爐，包括：

一爐體，所述爐體的頂部設置有氬氣輸入管，且所述爐體的側面上設置有氬氣出口；

熱場，所述熱場位于所述爐體內，其為一由多塊保溫板圍成的腔室，每塊保溫板之間具有供氬氣流動的第一氣道；

石英坩堝，所述石英坩堝位于所述熱場內，其包括一坩堝蓋板，所述坩堝蓋板與所述石英坩堝之間預設有供氬氣流出的第二氣道，所述氬氣輸入管延伸至所述熱場內并穿過所述坩堝蓋板以使氬氣通過其進入所述石英坩堝；

所述爐體上還設置有抽氣管，所述抽氣管延伸至所述熱場內并從所述熱場內向所述爐體外抽送氬氣。

作為優選，所述抽氣管設置在所述爐體的頂部，且所述抽氣管由位于所述坩堝蓋板上方的所述保溫板上穿入所述熱場，并且所述抽氣管位于所述熱場內的管口靠近所述第二氣道。

作為優選，所述抽氣管為石墨管。

作為優選，所述保溫板為碳纖維材料或碳碳復合材料。

與現有技術相比較，本發明的用于多晶硅定向凝固工藝的多晶爐的氬氣流道設計合理，大大降低了氬氣流動過程的局部阻力和流程阻力，減少了旋渦的強度和數量，增加了流動的順暢性，增加了流動的速度，更好地帶走揮發出的雜質；另一方面，使氬氣流動集中在最有效的部分，即石英坩堝內熔體與坩堝蓋板的空間，降低這一空間的氣體流動不穩定性。

附圖說明

圖1為本發明的用于多晶硅定向凝固工藝的多晶爐的剖面結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的技術方案做進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發明提供的一種用于多晶硅定向凝固工藝的多晶爐，包括：