[實(shí)用新型]一種多晶硅鑄錠爐的活動坩堝蓋板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420512796.4
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN204097597U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂鐵錚;崔金
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南南方搏云新材料有限責(zé)任公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 寧星耀

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及多晶硅鑄錠爐熱場裝備技術(shù)，尤其涉及一種多晶硅鑄錠爐的活動坩堝蓋板，屬于光伏太陽能多晶硅鑄錠技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

目前，在光伏太陽能行業(yè)生產(chǎn)多晶硅錠過程中，采用定向凝固提純硅錠的生產(chǎn)工藝，所采用的設(shè)備稱為多晶鑄錠爐。在生產(chǎn)多晶硅錠時，需要把硅料加熱到1420℃以上使其熔化，然后進(jìn)行定向凝固。多晶熱場中的加熱器分布有四面加熱、五面加熱（側(cè)面加頂部加熱）兩種加熱方式。采用五面加熱，在頂部設(shè)置加熱器時，需要在坩堝護(hù)板上部放置蓋板，防止頂部加熱器因損壞而掉入石英坩堝中，同時阻擋一部分雜質(zhì)進(jìn)入石英坩堝。

在硅晶體的生長過程中，硅熔體與石英坩堝接觸時，以及SiO與石墨加熱器等接觸時，高溫下會發(fā)生如下反應(yīng)：Si（液）+SiO₂(固)?=2SiO(氣)?;SiO(氣)+2C=CO(氣)+SiC(固)。上述反應(yīng)中產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體，如果不能被快速帶走，將會被硅熔體溶解吸收，從而在熔體內(nèi)形成飽和析出。因此，若在硅晶體生長過程中盡量多地除去SiO，CO等雜質(zhì)氣體、避免碳氧等雜質(zhì)被熔體溶解吸收，將會有利于提高硅晶體的質(zhì)量。

在爐體內(nèi)利用高純氬氣吹掃，是一種通用的去除硅晶體熱場中SiO，CO等雜質(zhì)氣體的方法。對于多晶鑄錠爐而言，現(xiàn)有技術(shù)中的坩堝蓋板是靜置于坩堝護(hù)板的上部，當(dāng)硅料完全熔化后坩堝蓋板距離硅熔體面比較遠(yuǎn)。高純氬氣從中部的固定套管以一定速度吹出，盡管氬氣有所發(fā)散，但是大部分氣流還是沿著液體表面吹掃，只是強(qiáng)度相對弱很多，這樣不能更多地除去石英坩堝內(nèi)的SiO，CO等雜質(zhì)氣體。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種可以更多地除去石英坩堝內(nèi)的SiO，CO等雜質(zhì)氣體的新型多晶硅鑄錠爐活動坩堝蓋板，以提高多晶硅晶體質(zhì)量。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種多晶硅鑄錠爐活動坩堝蓋板，包括坩堝蓋板本體、固定套管，還設(shè)有活動套管，所述活動套管置于固定套管中，活動套管下端設(shè)有下螺母，活動套管穿過坩堝蓋板本體中心孔，置于下螺母上，坩堝蓋板本體可以隨活動套管軸向上下運(yùn)動。

進(jìn)一步，所述活動套管的下端還設(shè)有上螺母，坩堝蓋板本體位于上螺母和下螺母之間，將上螺母與下螺母并緊，可以將坩堝蓋板固定于活動套管下端。

進(jìn)一步，所述坩堝蓋板本體邊緣至石英坩堝內(nèi)壁的距離為5～80mm。

進(jìn)一步，所述坩堝蓋板本體至硅熔體水平面的距離為30～200mm。

進(jìn)一步，所述坩堝蓋板本體用炭-炭復(fù)合材料板或石墨板或鉬板制成。

進(jìn)一步，所述坩堝蓋板本體的厚度為2~15mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）使用本實(shí)用新型活動坩堝蓋板，工作時，可以壓縮石英坩堝內(nèi)的空間，提高進(jìn)氣氣體的吹掃能力，更多地除去石英坩堝內(nèi)的SiO，CO等雜質(zhì)氣體，從而提高所生產(chǎn)的多晶硅產(chǎn)品的晶體質(zhì)量；

（2）本實(shí)用新型活動坩堝蓋板，結(jié)構(gòu)簡單，安裝拆卸方便，工作可靠性高。

附圖說明

圖1為安裝有本實(shí)用新型活動坩堝蓋板的多晶鑄錠爐裝料后硅料未熔化時的狀態(tài)示意圖；

圖2為安裝有本實(shí)用新型活動坩堝蓋板的多晶鑄錠爐在硅料有部分熔化時的狀態(tài)示意圖；

圖3為安裝有本實(shí)用新型活動坩堝蓋板的多晶鑄錠爐在硅料完全熔化情況下的狀態(tài)示意圖。

圖中：1-固定套管，2-活動套管，3-上螺母，4-坩堝蓋板本體，5-下螺母，6-石英坩堝，7-硅料，8-坩堝護(hù)板，9-坩堝底板，10-硅熔體，11-坩堝蓋板本體至硅熔體水平面的距離，12-坩堝蓋板本體邊緣至石英坩堝內(nèi)壁的距離。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例包括固定套管1，活動套管2，坩堝蓋板本體4，下螺母5；活動套管2置于固定套管1中，活動套管2下端設(shè)有下螺母5，活動套管2穿過坩堝蓋板本體4中心孔置于下螺母5上，坩堝蓋板本體4可以隨活動套管2軸向上下運(yùn)動；坩堝蓋板本體4用炭-炭復(fù)合材料板制成，厚度為6mm。

為了將坩堝蓋板本體4固定于活動套管2上，活動套管2下端還設(shè)有上螺母3，坩堝蓋板本體4位于上螺母3與下螺母5之間，將上螺母3與下螺母5并緊可以將坩堝蓋板本體4固定于活動套管2下端。?

工作過程如下：