[實(shí)用新型]一種鑄造多晶硅頂側(cè)分開控制的加熱控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720238490.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN206783821U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建俊;宋麗平;張澤興;黃林;洪炳華;許楨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西旭陽(yáng)雷迪高科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C30B28/06
• 分類號(hào): C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司36115
• 代理人: 李炳生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種鑄造多晶硅頂側(cè)分開控制的加熱控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)能源提出越來越高的要求，尋找新能源成為當(dāng)前人類面臨的迫切課題。現(xiàn)有電力能源的來源主要有火電、水電和核電三種，但這三種能源都不同程度對(duì)我們賴以生存的環(huán)境造成影響，并存在各種安裝隱患。而太陽(yáng)能是人類取之不盡用之不歇的可再生能源，也是清潔能源，它資源豐富，既可免費(fèi)使用，又無需運(yùn)輸，為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。晶硅太陽(yáng)能光伏發(fā)電是目前發(fā)展最快，最具活力和開發(fā)研究潛力的利用領(lǐng)域，而晶硅電池材料制造工藝中，最主要的方式是以多晶鑄錠為主。該方法是將多晶硅料通過在鑄錠爐里面高溫加熱熔化，再通過工藝方法定向長(zhǎng)晶最后制成所需要的成品多晶硅錠。

現(xiàn)有鑄錠技術(shù)普通采用一個(gè)可控硅系統(tǒng)和一個(gè)配電柜系統(tǒng)控制整個(gè)五面加熱，現(xiàn)有鑄錠技術(shù)周期較長(zhǎng)，鑄錠能耗較高，而且難于達(dá)到晶體不同階段對(duì)頂部和側(cè)部功率的不同需求，使晶體熔化界面不平，晶粒生長(zhǎng)不能垂直于坩堝底面，影響晶體成型質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型其目的就在于提供一種鑄造多晶硅頂側(cè)分開控制的加熱控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有普通鑄錠技術(shù)采用一個(gè)可控硅系統(tǒng)和一個(gè)配電柜系統(tǒng)控制整個(gè)五面加熱，其鑄錠技術(shù)周期較長(zhǎng)，鑄錠能耗較高，而且難于達(dá)到晶體不同階段對(duì)頂部和側(cè)部功率的不同需求，使晶體熔化界面不平，晶粒生長(zhǎng)不能垂直于坩堝底面，影響晶體成型質(zhì)量的問題。

實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，包括人機(jī)界面、配電柜，所述人機(jī)界面連接工控機(jī)，工控機(jī)連接控制柜，所述控制柜內(nèi)設(shè)有控制模塊，控制模塊連接可控硅，所述可控硅一路經(jīng)頂部信號(hào)線連接頂部控制可控硅，可控硅另一路經(jīng)側(cè)部信號(hào)線連接有側(cè)部控制可控硅，所述側(cè)部信號(hào)線和頂部信號(hào)線均連接至配電柜，配電柜通過兩個(gè)相并聯(lián)的變壓器連接外部供電器，所述頂部控制可控硅和側(cè)部控制可控硅均包括有三個(gè)經(jīng)水纜電纜連接的加熱電極。

有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1.能夠縮短多晶硅的熔化時(shí)間，減少長(zhǎng)晶和退火階段上下溫度梯度，從而達(dá)到縮短整體鑄錠周期的目的；

2.可以實(shí)現(xiàn)鑄錠頂側(cè)分開控制，在熔化階段加大頂部功率分配，相應(yīng)減少側(cè)部功率分配，最大限度讓硅料從上往下熔化，熱量從坩堝上部由高到低傳遞，避免熱量散失，從而增加硅料的熱吸收能力，提升單位時(shí)間硅料熔化速率；

3.可以自由分配頂部和側(cè)部功率大小，可根據(jù)晶粒生長(zhǎng)方向調(diào)整頂部功率比大小，實(shí)現(xiàn)晶粒從坩堝底部的垂直生長(zhǎng)，降低晶體生長(zhǎng)缺陷和位錯(cuò)，提升晶體生長(zhǎng)整體質(zhì)量；

4.能夠有效保護(hù)籽晶，通過對(duì)熔化階段逐步減少側(cè)部功率的方式，降低坩堝側(cè)壁溫度，有效減少中心與四邊籽晶的高度差值；

5.可以提升晶錠成品率，籽晶高度可以最大限度降低，減少底部紅區(qū)對(duì)晶錠的影響，從而有效提升晶錠成品率；

6.不影響晶錠側(cè)部紅區(qū)長(zhǎng)度，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本系統(tǒng)包括人機(jī)界面1、配電柜10，所述人機(jī)界面1連接工控機(jī)2，工控機(jī)2連接控制柜3，如圖1所示，所述控制柜3內(nèi)設(shè)有控制模塊4，控制模塊4連接可控硅5，所述可控硅5一路經(jīng)頂部信號(hào)線6連接頂部控制可控硅8，可控硅5另一路經(jīng)側(cè)部信號(hào)線7連接有側(cè)部控制可控硅9，所述側(cè)部信號(hào)線7和頂部信號(hào)線6均連接至配電柜10，配電柜10通過兩個(gè)相并聯(lián)的變壓器11連接外部供電器12，所述頂部控制可控硅8和側(cè)部控制可控硅9均包括有三個(gè)經(jīng)水纜電纜13連接的加熱電極14。

所述工控機(jī)2與可控硅5通過網(wǎng)線聯(lián)網(wǎng)對(duì)接，達(dá)到可控硅5能夠控制各個(gè)模塊并且各模塊之間能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝參數(shù)的監(jiān)控。

在原有可控硅系統(tǒng)分拆一線，另接一個(gè)頂部控制可控硅8，兩個(gè)可控硅之間實(shí)現(xiàn)串聯(lián)工作，用于控制整個(gè)鑄錠爐的功率、壓力參數(shù)。

將六個(gè)加熱電極14中的三個(gè)電極控制頂部，分拆頂部加熱電極14的水纜電纜13于頂部三個(gè)電極，將頂部信號(hào)線6接于頂部控制可

控硅8中；六個(gè)加熱電極14的另外三個(gè)電極控制側(cè)部，分拆側(cè)部加熱電極的水纜電纜于側(cè)部三個(gè)電極，將側(cè)部信號(hào)線7接于側(cè)部控制可控硅9中；頂部與側(cè)部通過可控硅的工藝參數(shù)等比例分配功率，可控硅還可以對(duì)所分配的功率轉(zhuǎn)換為溫度控制模式對(duì)鑄錠爐進(jìn)行功率與溫度控制，實(shí)現(xiàn)鑄錠爐配方所需要的粗控或精控。