[發(fā)明專利]多晶硅鑄錠爐熱循環(huán)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610142652.8
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN105603516A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣興賢
• 申請（專利權(quán)）人: 常州兆晶光能有限公司
• 主分類號(hào): C30B28/06
• 分類號(hào): C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多晶硅電池片生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多晶硅鑄 錠爐，尤其是一種多晶硅鑄錠爐熱循環(huán)系統(tǒng)的升級(jí)改造。

背景技術(shù)

多晶硅電池片的生產(chǎn)工序包括：坩堝噴涂→填料→鑄錠→切割成塊→ 線割成片→清洗干燥→檢測→包裝，其中，鑄造多晶硅錠是一道重要的工 藝，多晶硅鑄錠的質(zhì)量將直接影響太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和質(zhì)量。

鑄造多晶硅錠，是將填料后的坩堝放置在鑄錠爐內(nèi)，經(jīng)過爐腔抽空、 加熱、熔化、長晶、退火、冷卻后，完成硅錠的鑄造。現(xiàn)有技術(shù)中多晶硅 鑄錠爐內(nèi)設(shè)有頂部加熱器和側(cè)面加熱器，頂部加熱器和側(cè)面加熱器設(shè)為一 體，通過頂部銅電極與爐體固定，頂部加熱器和側(cè)面加熱器提供熱量。在 多晶硅錠鑄造的整個(gè)過程中，頂部加熱器和側(cè)面加熱器是通過熱輻射的方 式給坩堝內(nèi)的外側(cè)硅料加熱，而坩堝內(nèi)的中部硅料的升溫則完全通過外側(cè) 硅料的熱量傳遞來完成，因此，存在以下問題：①由于頂部加熱器和側(cè)面 加熱器通過熱輻射的方式加熱位于坩堝內(nèi)的外側(cè)硅料，無法對坩堝內(nèi)的中 部硅料進(jìn)行加熱，所以坩堝內(nèi)的中部硅料的升溫完全通過坩堝內(nèi)外側(cè)硅料 的熱量傳遞來實(shí)現(xiàn)，而坩堝內(nèi)的外側(cè)硅料和中部硅料的溫差很大，要使坩 堝內(nèi)硅料的溫度達(dá)到均勻所需的時(shí)間就很長，從而浪費(fèi)電能；在長晶過程 中，由于硅料內(nèi)外側(cè)溫差大，熔化的硅料會(huì)因?yàn)闇夭畛霈F(xiàn)環(huán)形流動(dòng)，溫差 越大，環(huán)形流動(dòng)越大，長晶時(shí)會(huì)造成對晶粒的破壞，影響硅錠質(zhì)量。

此外，在長晶過程是通過底部的散熱平臺(tái)進(jìn)行散熱而實(shí)現(xiàn)長晶，但是 該散熱平臺(tái)在現(xiàn)有技術(shù)中均為平整的板狀散熱平臺(tái)，由于熱量從中間向散 熱平臺(tái)底部及兩端散熱而導(dǎo)致散熱不均，長晶過程中會(huì)出現(xiàn)凸形晶面，形 成位錯(cuò)，沉積雜質(zhì)，影響了多晶硅品質(zhì)，且四個(gè)邊角很容易將應(yīng)保留不熔 化的硅料化完，故不能達(dá)到生產(chǎn)整錠的效果。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多晶硅鑄錠爐，通過對其熱 循環(huán)系統(tǒng)的改造以提高其加熱及散熱效率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種多晶硅鑄錠爐熱循環(huán)系統(tǒng)，所述鑄錠爐包括：爐體，所述爐體上 設(shè)置有抽氣孔，所述爐體內(nèi)設(shè)置有保溫護(hù)罩，所述保溫護(hù)罩內(nèi)設(shè)置有坩堝、 對應(yīng)所述坩堝的石墨護(hù)罩、對應(yīng)所述石墨護(hù)罩的頂部加熱器及側(cè)部加熱器 以及位于所述石墨護(hù)罩底部的散熱平臺(tái)，所述頂部加熱器與側(cè)部加熱器由 安裝在所述爐體頂部的外部加熱銅電極控制以實(shí)現(xiàn)對石墨護(hù)罩頂部及側(cè)部 的外部加熱，所述保溫護(hù)罩及散熱平臺(tái)通過設(shè)置在所述爐體底部的石墨支 柱來支撐，所述散熱平臺(tái)支撐所述石墨護(hù)罩，所述石墨護(hù)罩的底板支撐所 述坩堝；

所述加熱系統(tǒng)還包括對應(yīng)所述坩堝中部的中心平板銅電極及中心平板 加熱器，所述坩堝的中部設(shè)置有對應(yīng)所述中心平板加熱器的中心平板加熱 槽，所述中心平板加熱器設(shè)置在所述中心平板加熱槽內(nèi)；

所述散熱平臺(tái)沿厚度方向在下表面設(shè)置一圈橫向隔熱槽，所述散熱平 臺(tái)沿寬度方向在四周端面設(shè)置一圈縱向隔熱槽；所述橫向隔熱槽與縱向隔 熱槽內(nèi)均填充有隔熱材料；

所述石墨護(hù)罩包括設(shè)置在所述坩堝側(cè)部的石墨側(cè)板，以及設(shè)置在所述 坩堝底部的石墨底板，所述石墨側(cè)板通過長度方向的卡槽與所述石墨底板 周向凸出的卡塊卡合連接；所述石墨底板上位于周向的卡塊內(nèi)側(cè)設(shè)置有集 液槽。

其中，所述中心平板加熱槽的長度等于所述坩堝寬度的二分之一。

其中，所述中心平板銅電極設(shè)置在所述抽氣孔內(nèi)。

其中，所述中心平板加熱槽由設(shè)置在所述坩堝中心位置的中心平板槽 壁圍成，所述中心平板槽壁與所述坩堝的底板一體化鑄成。

其中，所述橫向隔熱槽的深度H1小于所述散熱平臺(tái)的厚度H并等于所 述散熱平臺(tái)厚度H的二分之一。

其中，所述縱向隔熱槽的深度小于所述散熱平臺(tái)寬度的四分之一。

其中，所述橫向隔熱槽的深度H1小于所述縱向隔熱槽與所述散熱平臺(tái) 下表面之間的距離H2。

其中，所述集液槽呈方形環(huán)狀，所述集液槽的外側(cè)壁沿高度方向與所 述石墨側(cè)板的內(nèi)側(cè)壁平齊，所述集液槽的內(nèi)徑小于所述坩堝的外徑。

其中，所述集液槽的深度小于所述石墨底板厚度的二分之一。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的多晶硅鑄錠爐：

①其升級(jí)改造后的加熱系統(tǒng)由于在坩堝的中間位置引入平板加熱，即 能夠?qū)崿F(xiàn)中間位置硅料的快速加熱，且由于平板結(jié)構(gòu)設(shè)置而減少了后續(xù)切 割余料的產(chǎn)生，極大提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品合格率；