[實(shí)用新型]提高鑄錠合格率的保溫結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420844487.7
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN204434769U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王德明;談軍;孫修柱;劉榮建;丁海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 國電兆晶光電科技江蘇有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 周祥生

技術(shù)領(lǐng)域:

本實(shí)用新型涉及太陽能硅錠生產(chǎn)設(shè)備，尤其涉及提高多晶鑄錠爐鑄錠合格率的熱場保溫結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù):

太陽能是綠色可再生能源，在太陽能的有效利用中，光電利用是近年來發(fā)展最快、最具活力的研究領(lǐng)域。隨著近幾年太陽能電池的飛速發(fā)展與不斷的推廣應(yīng)用，市場對于太陽能電池的需求量越來越大。晶體硅太陽能電池越來越多的應(yīng)用于能源領(lǐng)域，其中，硅材料是光電利用的主要載體，晶體硅的制備是光伏電池的基礎(chǔ)。

在太陽能光伏領(lǐng)域，利用定向凝固的方法生產(chǎn)多晶硅錠是普遍采用的方法。其基本原理是，將多晶硅原料放置在石英陶瓷坩堝中，石英陶瓷坩堝放置在由石墨底護(hù)板及側(cè)護(hù)板構(gòu)成的“石墨坩堝”中，放置在熱場系統(tǒng)中，加熱使得硅料完全融化。然后，熱場底部開啟，熱量從坩堝底部釋放，溫度降低，坩堝的底部將逐漸冷卻到硅材料的結(jié)晶點(diǎn)溫度。然后硅溶液在坩堝底部開始結(jié)晶，逐漸向上生長，形狀為自下而上的柱狀晶體結(jié)構(gòu)。多晶硅錠的生長方式是豎直向上生長，這就要求多晶爐內(nèi)的熱場結(jié)構(gòu)必須提供晶體生長所需的豎直向上的溫度梯度及橫向溫度梯度趨于零，而實(shí)現(xiàn)熱場內(nèi)豎直向上的溫度梯度的重要熱場部件熱交換平臺，但是多晶鑄錠爐的熱交換平臺是方體結(jié)構(gòu)，引晶生成后硅晶體的缺陷較多，長晶過程的固液界面的中間一般是比較凸起的，兩邊坡度較大，研究表明長晶過程的固液面越平坦，對長晶過程雜質(zhì)的排出越有利，對晶體的整體質(zhì)量有較大的影響，而且硅錠的邊角部分相比中心部分長晶耗時(shí)較長，需要延長時(shí)間才能完成邊角長晶，從而導(dǎo)致鑄錠周期延長4-6小時(shí)，對鑄錠爐的產(chǎn)能有一定的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容:

本實(shí)用新型提供了一種提高鑄錠合格率的保溫結(jié)構(gòu)，它能使長晶過程固液面保持相對水平，提高生產(chǎn)時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種提高鑄錠合格率的保溫結(jié)構(gòu)，包括石墨側(cè)板、石墨底板和熱交換平臺，石墨側(cè)板設(shè)置在坩堝的四周，石墨底板設(shè)置在坩堝的底端面，熱交換平臺設(shè)置在石墨底板的底端面上，其特征是：在熱交換平臺的四周設(shè)置有保溫層，在保溫層與熱交換平臺的接觸面上開有若干垂直定向散熱槽。

進(jìn)一步，在保溫層與熱交換平臺的接觸面上等間距開有若干垂直定向散熱槽。

進(jìn)一步，所述垂直定向散熱槽的截面形狀為矩形、半圓形或三角形。

進(jìn)一步，在保溫層的垂直定向散熱槽的下方可拆卸的安裝有導(dǎo)熱管。

進(jìn)一步，所述保溫層為石墨保溫層。

進(jìn)一步，保溫層的底邊與熱交換平臺的底邊平行，保溫層的厚度為40mm。

由于在熱交換平臺的四周設(shè)置有保溫層，可以改善熱場設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的晶體晶向傾斜以及固液分界面的上凸問題，熱交換平臺四周的石墨保溫層可以極大地減緩熱交換平臺的垂直面向四周散熱降溫，從而使晶體生長時(shí)的晶向趨于豎直以及達(dá)到均勻定向散熱排雜的效果，同時(shí)改善由于垂直方向上的溫度等溫線波動(dòng)過大導(dǎo)致的固液分界面的嚴(yán)重上凸現(xiàn)象，進(jìn)而達(dá)到縮短鑄錠周期、提高鑄錠爐產(chǎn)能的目的，平均一爐可以節(jié)約10小時(shí)，給生產(chǎn)節(jié)約成本，降低能耗。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為保溫層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中保溫層接觸面的背面視圖；

圖中：1-石墨側(cè)板；2-石墨底板；3-熱交換平臺；4-保溫層；41-接觸面；42-垂直定向散熱槽；43-導(dǎo)熱管。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案：

一種提高鑄錠合格率的保溫結(jié)構(gòu)，如圖1～圖3所示，包括石墨側(cè)板1、石墨底板2、熱交換平臺3和保溫層4，石墨側(cè)板1設(shè)置在坩堝的四周，石墨底板2設(shè)置在坩堝的底端面，熱交換平臺3設(shè)置在石墨底板2的底端面上，在熱交換平臺3的四周設(shè)置有厚度為40mm的石墨保溫層4，在保溫層4與熱交換平臺3的接觸面41上等間距開有截面形狀為半圓形的垂直定向散熱槽42，在保溫層4的垂直定向散熱槽42的下方可拆卸的安裝有導(dǎo)熱管43，保溫層4的底邊與熱交換平臺3的底邊平行。