[實用新型]用于晶硅鑄錠爐的石墨熱場及晶硅鑄錠爐

有效

• 申請號: 201520758076.0
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN205000005U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 李飛龍;翟傳鑫;武泉林
• 申請（專利權）人: 阿特斯（中國）投資有限公司;阿特斯光伏電力（洛陽）有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06;C30B11/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 秦蕾

技術領域

本實用新型涉及晶硅鑄錠爐的制造技術領域，尤其涉及一種用于晶硅鑄錠爐的石墨熱場及晶硅鑄錠爐。

背景技術

多晶硅片的位錯密度過高是限制多晶硅電池轉換效率的主要因素之一。傳統多晶硅片內的位錯產生原因一方面是硅錠內碳含量過高，碳原子較硅原子半徑小，會引起較大的晶格畸變，產生大量位錯；另一方面是傳統定向凝固方法的局限性，晶體生長初期，晶體內存在較大的位錯密度，后期位錯增殖，造成整錠位錯密度過高。上述位錯產生的兩個原因中后者占主要地位。

目前，在改善鑄錠位錯密度方面，已經做了大量的嘗試。其中，使用半熔鑄錠工藝以獲得位錯密度較低的硅錠被廣泛采用。該方法的關鍵技術點在于：在坩堝底部引入硅料作為形核中心，在鑄錠過程中保持底部硅料部分熔化，使鑄錠在未熔化的硅料上生長，制備出小晶粒硅錠。

半熔鑄錠工藝雖然可以顯著改善多晶硅錠的品質，但由于鑄錠爐熱場結構的限制，靠近加熱器即坩堝邊緣部分的溫度顯著高于坩堝中心區域，導致坩堝邊緣區域引入的硅料容易熔化，以致此方法制備的多晶硅錠，中心區域在未熔化的硅料上生長，而靠近坩堝的區域則在坩堝底部進行形核長大，不同區域的晶體質量存在明顯的差異，使得此方法制備的多晶硅錠邊緣硅棒所加工硅片效率較低，降低了硅錠的整體品質。

因此，有必要提供一種用于晶硅鑄錠爐的石墨熱場及晶硅鑄錠爐以解決上述問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于晶硅鑄錠爐內且具備溫度調節功能的石墨熱場及設置有該石墨熱場的晶硅鑄錠爐。

為實現上述實用新型目的，本實用新型提供了一種用于晶硅鑄錠爐的石墨熱場，其包括設置于晶硅鑄錠爐內坩堝的外側的石墨側板，所述石墨側板下側設有開槽，所述石墨熱場還包括填充于所述開槽內的多孔材料、通入開槽內的氣體供應管路和設置于氣體供應管路上的質量流量控制器。

作為本實用新型的進一步改進，所述多孔材料為多孔陶瓷材料。

作為本實用新型的進一步改進，所述開槽沿石墨側板寬度方向延伸呈長型，并且在石墨側板寬度方向上的兩端距離石墨側板邊緣2-5cm，所述開槽沿上下方向的深度為10-15cm，沿石墨側板厚度方向的寬度為1-2cm。

作為本實用新型的進一步改進，所述石墨熱場還包括伸入所述開槽內以測量開槽區域溫度的熱電偶，所述質量流量控制器根據熱電偶的測量溫度調整通入開槽內的氣體流量。

作為本實用新型的進一步改進，所述熱電偶靠近石墨側板相鄰坩堝的內壁設置。

作為本實用新型的進一步改進，所述開槽向下開放設置，所述石墨熱場還包括設置于坩堝底部的石墨底板，所述石墨底板上貫穿設置有與所述開槽相連通的入氣孔，所述氣體供應管路的供應氣體通過所述入氣孔進入開槽內。

作為本實用新型的進一步改進，所述石墨側板在坩堝四周設置有四塊，每塊石墨側板上均設置有所述開槽，并且在開槽內填充有所述多孔材料，所述石墨底板上對應四塊石墨側板設置有四個所述入氣孔，所述入氣孔分別沿石墨側板寬度方向設置于中間位置處。

作為本實用新型的進一步改進，所述石墨底板下方還設置有定向凝固塊，所述定向凝固塊上設置有上下貫穿并與所述入氣孔對應連通的通孔。

為實現上述實用新型目的，本實用新型還提供了一種晶硅鑄錠爐，其包括設于爐內的坩堝和設置于坩堝周圍的石墨熱場，所述石墨熱場如上述設置。

本實用新型通過在石墨側板下側設置開槽，并在開槽內填充多孔材料，然后向開槽內通入氣體來調節石墨側板下側的溫度，其中，多孔材料可保證通入的氣體與石墨側板進行充分地交換熱量，最大限度降低石墨側板的開槽內溫度，進而可降低坩堝邊緣區域的溫度，使坩堝邊緣區域的硅料能夠保持固態，從而可獲得整錠均在未熔化硅料上生長的高質量多晶硅鑄錠。

附圖說明

圖1是本實用新型晶硅鑄錠爐的結構示意圖。

圖2是圖1中圈出部分的放大圖。

具體實施例

以下將結合附圖所示的實施例對本實用新型進行詳細描述。但這些實施例并不限制本實用新型，本領域的普通技術人員根據這些實施例所做出的結構或功能上的變換均包含在本實用新型的保護范圍內。

請參照圖1和圖2所示為本實用新型晶硅鑄錠爐一較佳實施例。所述晶硅鑄錠爐100包括放置于爐內的所述坩堝1和和設置于坩堝1周圍的石墨熱場。所述石墨熱場具備溫度調節功能，以用以均衡晶硅鑄錠爐100內坩堝1邊緣的溫度，使得坩堝1內部邊緣區域的硅料能夠保持固態，從而可獲得整錠均在未熔化硅料上生長的高質量多晶硅鑄錠。