[發明專利]一種節能多晶鑄錠爐

在審

• 申請號: 201811127550.4
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN108842181A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 唐青剛;甄良欣;劉磊;陳銳;孫海龍;周緒成
• 申請（專利權）人: 深圳市石金科技股份有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅偉富

本發明公開一種節能多晶鑄錠爐，包括爐體、設置在爐體內的坩堝以及用于支撐坩堝的石墨支撐柱；坩堝的四周與底部均設有石墨保護板，在坩堝底部的石墨保護板的下方設有熱交換臺，坩堝四周的石墨保護板的外側均設有側部加熱器，坩堝的上方設有頂部加熱器；還包括熱場保溫氈，該熱場保溫氈將坩堝、石墨保護板、熱交換臺、側部加熱器以及頂部加熱器包圍住；所述石墨支撐柱的一端與熱交換臺底部連接，另一端穿過熱場保溫氈后支撐在爐體上；所述石墨支撐柱上設有隔熱件，該隔熱件以包裹的方式設置在石墨支撐柱的外壁上。本發明有效減少坩堝中的熱量損失，降低了能耗，減少成本。

技術領域

本發明涉及一種多晶鑄錠爐，具體涉及一種節能多晶鑄錠爐。

背景技術

目前，太陽能電池(組)多為多晶硅太陽能電池，其中，晶體硅材料是最主要的光伏材料，并且晶體硅材料在今后相當長的一段時間里也依然是太陽能電池的主流材料。通常情況下，制造多硅晶的設備是鑄錠爐，而現有的多晶硅鑄錠爐主要由爐體、隔熱籠、坩堝、加熱器以及熱交換臺等結構構成。

現有多晶硅鑄錠爐的工作原理是：先對坩堝進行加熱，使得坩堝中的硅材料在一定的溫度下達到熔融狀態，接著再將隔熱籠從下向上打開，逐漸形成從下向上生長的晶體。現有的多晶硅鑄錠爐在工作過程中存在以下問題：

1、在加熱過程中，由于坩堝的底部設有多個石墨支撐柱，因此，坩堝底部的熱量會通過石墨支撐柱傳導出來，導致坩堝的部分熱量損失，在實際生產中，為了避免坩堝內的熱量損失過快，通常會增加對坩堝進行通電加熱的時間或者加熱的功率以彌補散失的熱量，確保坩堝底部的溫度保持在一定范圍內，但會導致耗電量多，由于電能消耗是硅錠生產的主要成本之一，從而導致多晶硅生產的成本較高。

2、在長晶過程中，最理想的長晶形態是長晶界面為平面或中間微凸形態，以便于排除雜質以及獲得最佳的晶體結構，而在長晶過程中由于石墨支撐柱向外導熱，使得中間區域溫度下降較快，形成中間過于凸起的長晶界面，從而不利于排除雜質以及獲得最佳的晶體結構。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種節能多晶鑄錠爐，該鑄錠爐能夠減少熱量從石墨支撐柱中的散失，從而降低耗電量，降低生產成本；并且有利于形成中間微凸的長晶界面，提高晶體質量。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種節能多晶鑄錠爐，包括爐體、設置在爐體內的坩堝以及用于支撐坩堝的石墨支撐柱；其中，所述坩堝的四周與底部均設有石墨保護板，在坩堝底部的石墨保護板的下方設有熱交換臺，所述坩堝四周的石墨保護板的外側均設有側部加熱器，坩堝的上方設有頂部加熱器；還包括熱場保溫氈，該熱場保溫氈將坩堝、石墨保護板、熱交換臺、側部加熱器以及頂部加熱器包圍住；所述石墨支撐柱的一端與熱交換臺底部連接，另一端穿過熱場保溫氈后支撐在爐體上；其特征在于，所述石墨支撐柱上設有隔熱件，該隔熱件以包裹的方式設置在石墨支撐柱的外壁上。

本發明的一個優選方案，其中，所述石墨支撐柱的上端頂部與熱交換臺之間設有輔助隔熱件。通過在熱交換臺與石墨支撐柱之間設置輔助隔熱件，能夠使得在熱量從熱交換臺傳導到石墨支撐柱的過程中形成有效阻隔，在石墨支撐柱的始端就開始對熱量的傳導進行隔絕，使得隔熱效果更佳，有利于阻礙坩堝中的熱量通過石墨支撐柱散失。

優選地，所述隔熱件為硬性的保溫氈，且厚度為15mm，且在石墨支撐柱的外壁上包裹兩層；所述輔助隔熱件為C/C復合材料，且厚度為10mm，所述輔助隔熱件直接墊在石墨支撐柱的上端頂部與熱交換臺之間。

本發明的一個優選方案，其中，所述隔熱件為軟性的保溫氈，且厚度為25mm；所述輔助隔熱件為硬性的保溫氈，且厚度為15mm，所述輔助隔熱件直接墊在石墨支撐柱的上端頂部與熱交換臺之間。

優選地，所述隔熱件加工成圓筒形，并直接套裝在石墨支撐柱的外壁上。