[發明專利]用于超大尺寸硅錠的熱場結構

在審

• 申請號: 201710268469.7
• 申請日: 2017-04-23
• 公開（公告）號: CN106868585A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 連云港清友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所32255
• 代理人: 朱小燕

技術領域

本發明涉及一種多晶硅生產設備，特別是涉及一種用于超大尺寸硅錠的熱場結構。

背景技術

太陽能光伏行業發展迅速，市場規模持續增長，但同時市場競爭激烈，為盡快實現平價上網，實現更大范圍的普及應用，全行業各環節努力追求和獲取高效率、低成本電池。在上游的晶硅環節，獲得高品質、低成本的晶體非常重要，目前大尺寸（G6）多晶硅錠成為行業主流，下一代超大尺寸硅錠G7或G8成為當前趨勢順延發展的必由之路，可以提升硅錠重量，提高生產率，降低單耗、提高晶體品質。

多晶硅鑄錠爐是用于制造多晶硅錠的設備，利用定向凝固法生產多晶硅錠，首先將已裝好硅料的坩堝裝入爐腔中，然后進行抽空、加熱、熔化、長晶、退火、冷卻等工藝步驟。

市場上多晶硅錠主要有:重量為450kg左右，可開方5*5=25塊小方錠G5硅錠；重量為850kg左右，可開方6*6=36塊小方錠G6硅錠，總體上硅錠重量小，生產率低下，單耗偏高，成本高。

市場上的大多數多晶鑄錠爐配置的加熱方式有：上、下加熱，5面加熱，同時熱場結構設計及結晶控制裝置也不利于超大尺寸硅錠的生長，表現在溫度梯度不理想，長晶固液界面凸凹明顯，無法有效降低晶體中的位錯和排雜，減少晶界或使晶粒均勻等 ，對晶體的整體質量有較大的影響，品質一般。

因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種用于超大尺寸硅錠的鑄錠爐的熱場結構，以克服現有技術中的所述缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種設計合理，與鑄造大尺寸硅錠工藝相匹配的用于超大尺寸硅錠的熱場結構。

本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的，本發明是一種用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：包括由頂部保溫組件、側部保溫組件和底部保溫組件圍城的隔熱籠，在隔熱籠的底部設有熱交換控制裝置，在熱交換控制裝置上方的隔熱籠內設有用于放置石墨坩堝的定向凝固塊，定向凝固塊的下部設有若干根支撐定向凝固塊的石墨支撐柱，在石墨坩堝的底部四周與側保溫組件之間設有熱區隔離板；所述頂部保溫組件上設有1-6個進氣管，所述頂部保溫組件上設有頂加熱電極，側部保溫組件上設有側加熱電極和底加熱電極，所述頂加熱電極、側加熱電極和底加熱電極分別通過水冷電纜與各自的變壓器相連，變壓器與功率控制器相接。

超大尺寸硅錠主要指G7硅錠（7*7）、G8 硅錠（8*8）。

本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述側部保溫組件由上保溫組件和下保溫組件構成，下保溫組件設在熱區隔離板下方，所述下保溫組件由內保溫板和外保溫板構成。當出現溢流時，硅料主要會流到保溫組件的底部，所以更換時只要更換弄臟的部分保溫板，如內保溫板即可，從而既要用來對溢流的防護、減少溢流損失，又節省了使用成本。

本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述底部保溫組件包括水平保溫組件，在水平保溫組件的內側連接有豎直保溫組件，所述豎直保溫組件的上端高出水平保溫組件。豎直保溫組件高出水平保溫組件，可以用來阻擋溢流，防止出現溢流時，減少溢流對各零部件的損壞，以及容易檢測到溢流的發生，從而減少溢流損失。

本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述頂部保溫組件、側部保溫組件和底部保溫組件均為保溫氈板，所述頂部保溫組件的厚度為90mm-150mm，所述側部保溫組件的厚度為40mm-150mm，所述底部保溫組件的厚度為40mm-100mm。頂部保溫組件、側部保溫組件和底部保溫組件用來對溢流的防護、減少溢流損失，以及節省使用成本。

本發明所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述熱區隔離板為保溫氈板，厚度為20mm-80mm。