[發明專利]一種準單晶鑄錠加熱熱場結構

在審

• 申請號: 201710542350.4
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN109208067A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 郭寬新;宋江;邊志堅;張斌;李紅波
• 申請（專利權）人: 奧特斯維能源（太倉）有限公司;泗陽瑞泰光伏材料有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明公開了一種準單晶鑄錠加熱熱場結構，包括爐體，爐體內設置有隔熱籠，隔熱籠內部設置有坩堝，坩堝的頂部和底部分別設置有頂部加熱器和底部加熱器，頂部加熱器連接有頂部加熱電源，底部加熱器連接有底部加熱電源，頂部加熱電源和底部加熱電源為單獨控制。坩堝的側部設置有側部加熱器，側部加熱器為分段式結構，每一段加熱器分別連接有分段加熱電源，多個分段加熱電源為單獨控制；該準單晶鑄錠加熱熱場結構，能夠實現熱場溫度梯度分布，變化更均勻、平緩，以明顯降低晶體內部的應力，抑制缺陷的產生和繁殖；同時構造微凸的長晶界面，以促進單晶晶粒的優勢生長，增大單晶面積。

技術領域

本發明涉及光伏太陽能電池生產技術領域，尤其涉及一種準單晶鑄錠加熱熱場結構。

背景技術

在化石能源逐漸枯竭，環境日益惡化的今天，太陽能發電成為人類未來替代能源的希望。晶體硅太陽電池憑借其高效率和高穩定性，成為最有優勢的一種太陽能發電裝置，其中多晶硅電池以較高的性價比，在當前市場上占據60％以上的份額。隨著平價上網的趨勢要求，以高效率為優勢的單晶硅電池的成本不斷下降，多晶硅鑄錠面臨強大的降本提效壓力。

目前多晶硅鑄錠的主流技術是小晶粒高效多晶硅鑄錠，滿足了前幾年的市場需求，但該方向的效率提升似乎已近瓶頸，無法滿足未來市場。然而，曾經一度被寄予厚望的準單晶(也即類單晶)鑄錠，因為難以解決晶體缺陷控制問題而被擱淺。

因此，如何解決準單晶鑄錠的缺陷，以加強對準單晶的應用，是目前亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提出一種準單晶鑄錠加熱熱場結構，能夠實現熱場溫度梯度分布，變化更均勻、平緩，以明顯降低晶體內部的應力，抑制缺陷的產生和繁殖；同時構造微凸的長晶界面，以促進單晶晶粒的優勢生長，增大單晶面積。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種準單晶鑄錠加熱熱場結構，包括爐體，所述爐體內設置有隔熱籠，所述隔熱籠內部設置有坩堝，所述坩堝用于盛放籽晶，所述坩堝的頂部和底部分別設置有頂部加熱器和底部加熱器，所述頂部加熱器連接有頂部加熱電源，所述底部加熱器連接有底部加熱電源，所述頂部加熱電源和所述底部加熱電源為單獨控制。

作為優選，所述坩堝的側部設置有側部加熱器，所述側部加熱器為分段式結構，每一段加熱器分別連接有分段加熱電源，多個所述分段加熱電源為單獨控制；

所述側部加熱器分為2～5段；

當所述坩堝內長晶高度逐漸上升至其中一段加熱段對應高度時，該高度位置的分段加熱電源停止對該段加熱器加熱。

作為優選，所述側部加熱器包括由上至下間隔設置的第一加熱段、第二加熱段和第三加熱段，所述第一加熱段連接有第一加熱電源，所述第二加熱段連接有第二加熱電源，所述第三加熱段連接有第三加熱電源，所述第一加熱電源、所述第二加熱電源及所述第三加熱電源為單獨控制。

作為優選，所述頂部加熱器包括設于所述坩堝頂面開口上方的頂面加熱器，所述頂面加熱器連接有頂面加熱電源；及設于所述坩堝頂面周圍上方的頂角加熱器，所述頂角加熱器連接有頂角加熱電源；

所述頂面加熱電源和所述頂角加熱電源為單獨控制。

作為優選，所述隔熱籠包括位于側部的側部保溫氈及位于頂部的頂部保溫氈，所述側部保溫氈及所述頂部保溫氈共同圍成底部開口的倒開口結構，所述倒開口結構的底部開口處設置有能夠水平打開或閉合的熱門，所述熱門連接有拉伸裝置。

作為優選，所述側部保溫氈分別與所述頂部加熱器、所述底部加熱器之間的距離為0～10mm。

作為優選，所述爐體內還設置有若干支撐柱，所述支撐柱的頂部能夠從所述隔熱籠的底部伸入所述隔熱籠內部，且所述支撐柱的頂部連接有DS塊，所述坩堝設置于所述DS塊上，所述底部加熱器設置于所述DS塊下方。