[實(shí)用新型]一種大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN204111924U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐青崗;魏國;吳金友;陶勇;楊維兵
• 申請（專利權(quán)）人: 韓華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: 連云港潤知專利代理事務(wù)所 32255
• 代理人: 劉喜蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種多晶硅生產(chǎn)設(shè)備，特別是涉及一種太陽能光伏行業(yè)定向凝固法生產(chǎn)大尺寸多晶硅錠用鑄錠爐熱場結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前光伏行業(yè)發(fā)展迅速，并且市場競爭激勵，提高硅錠質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本成為重中之重，大尺寸多晶硅錠成為目前發(fā)展趨勢，不斷提升多晶硅錠重量和節(jié)能降耗是下一步降低成本的重要途徑。

現(xiàn)有多晶硅鑄錠爐的熱場可生產(chǎn)的硅錠主要有:重量為450kg的硅錠，可開方二十五塊硅塊的硅錠，即G5硅錠；通過縱向生長而成的硅錠。以上鑄錠重量小，出材率低，單位耗能高，成本高。

多晶硅鑄錠爐是用于制造多晶硅錠的設(shè)備，它是將硅料熔融后通過定向凝固冷凝結(jié)晶，使其形成晶相一致的硅錠，從而達(dá)到太陽能電池生產(chǎn)對硅片品質(zhì)的要求，其中長晶界面形狀是影響大尺寸多晶硅錠晶體質(zhì)量的主要原因之一，平坦或微凸的長晶界面可以得到有效的柱狀晶，減少晶界，降低晶體中的位錯(cuò)和雜質(zhì)。

多晶鑄錠過程中首先將選好的籽晶鋪到坩堝底部，再將多晶硅原料放入石英坩堝底部，然后加熱、熔化、長晶、退火、冷卻等定向凝固法生產(chǎn)多晶硅錠。常規(guī)多晶硅鑄錠熱場，溫度分布不適合，質(zhì)量提升不明顯。

現(xiàn)有多晶鑄錠爐設(shè)有頂部，底部加熱器，特別是G5多晶鑄錠爐，裝料量較小，其熱場結(jié)構(gòu)不利于大尺寸硅錠的生長，長晶過程的固液界面也凸凹明顯，不利于長晶過程中的排雜，對晶體的整體質(zhì)量有較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

?本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理，與鑄造大尺寸硅錠工藝相匹配的大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)。

????本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型是一種大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：包括由上保溫板、下保溫板和側(cè)保溫板圍成的隔熱籠，上保溫板上設(shè)有伸入到隔熱籠內(nèi)的進(jìn)氣管，在隔熱籠內(nèi)下部設(shè)有定向凝固塊，定向凝固塊的下部設(shè)有若干根支撐定向凝固塊的石墨支撐柱，在定向凝固塊上設(shè)有石墨坩堝，石墨坩堝內(nèi)設(shè)有石英坩堝，在石墨坩堝的周圍設(shè)有石墨加熱器，在石墨坩堝的底部四周與側(cè)保溫板之間設(shè)有與側(cè)保溫固定的隔溫板。

???本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：所述的石墨加熱器為片狀石墨加熱器。

???本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：所述的石墨加熱器包括設(shè)在石墨坩堝上方的若干片上石墨加熱器，設(shè)在石墨坩堝四周的若干片側(cè)石墨加熱器和設(shè)在石墨坩堝下方的若干片下石墨加熱器；上石墨加熱器距上保溫板下表面的距離為10-100mm，下石墨加熱器距定向凝固塊的距離為10-100mm，側(cè)石墨加熱器距側(cè)保溫板距離為20-250mm、距上石墨加熱器的距離為50-250mm。

???本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：所述的上石墨加熱器和側(cè)石墨加熱器均通過懸臂吊裝在上保溫板上，所述的下石墨加熱器通過懸臂吊裝在側(cè)保溫板上。

???本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：所述的上石墨加熱器設(shè)有8－12片，每片上石墨加熱器的長度均為1100－1360mm，寬度為20-200mm，厚度為5-20mm。

???本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：所述的下石墨加熱器設(shè)有6－8片，每片下石墨加熱器的長度為1100-1360mm，寬度為20-200mm，厚度為5-20mm。

???本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：在石墨坩堝的一側(cè)設(shè)有1－5片側(cè)石墨加熱器，每片的長度為1100-1360mm，寬度為20-200mm，厚度為5-20mm。

???本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：所述的側(cè)石墨加熱器為矩形、U形、S形或蛇形。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，所述的大尺寸硅錠多晶鑄錠爐新型熱場結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：石墨坩堝由石墨側(cè)板和石墨底板構(gòu)成。