[實用新型]硅芯方錠鑄錠爐熱場結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820780314.1
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN208815153U
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 孫繼勤;武東偉;劉德勝
• 申請（專利權）人: 江陰東升新能源股份有限公司
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波;孫燕波

本實用新型涉及一種硅芯方錠鑄錠爐熱場結構，它包括石墨塊(1)，所述石墨塊(1)上設置有定向導氣塊(2)，所述定向導氣塊(2)上設置有坩堝(4)，所述坩堝(4)外側設置有定位塊(3)，所述坩堝(4)外側設置有加熱器(5)，所述加熱器(5)外側設置有保溫層(6)，所述保溫層(6)外側設置有爐體(7)。本實用新型一種硅芯方錠鑄錠爐熱場結構，它通過增加了下側加熱器和頂層加熱器，能夠對坩堝內硅料進行有效加熱，并且能夠方便的調節(jié)垂直方向的溫度梯度場，通過外側保溫層控制散熱，使硅能定向結晶，其結晶凝固過程得到有效控制，提高了多晶硅鑄錠的質量和產(chǎn)品尺寸。

技術領域

本實用新型涉及一種硅芯方錠鑄錠爐熱場結構，屬于多晶硅生產(chǎn)技術領域。

背景技術

目前，目前國內生產(chǎn)多晶硅的工藝大部分都是常規(guī)三氯氫硅氫還原法，即改良西門子法，改良西門子法或其他類似方法生產(chǎn)大直徑多晶硅的主要設備是多晶硅還原爐，多晶硅還原爐在細長的硅芯上通上電源，使硅芯加熱發(fā)紅，直至表面溫度達到1100攝氏度，通入高純的三氯氫硅和氫氣，使其在高溫下發(fā)生氫還原反應，使三氯氫硅中的硅分子堆積在硅芯上，使其的直徑不斷地增大，通常，硅芯的直徑在7-10毫米，可以是圓形也可以是方型，或是其他形狀，最終通過氫還原反應使直徑不斷地增大到120-200毫米，生產(chǎn)出高純太陽能級6N或電子級11N的多晶硅。

目前硅芯的制備方法有二種，傳統(tǒng)的方法是用CZ法(區(qū)熔提拉法)，即把直徑在20-50毫米的硅棒在充滿惰性氣體的真空爐膛內用高頻感應加熱，使其頂部局部熔化，從上部放入1根直徑在5-10毫米的籽晶，然后慢慢向上提拉，使其成為直徑在7-10毫米，長度在1900-3000毫米之間的細長硅芯，其缺點是提拉速度慢，一般為8-12毫米/分鐘，拉制1根2米的硅芯需要4小時，生產(chǎn)效率低，電力消耗大，設備投資大。

另一種是用金剛石工具切割法，美國Diamond Wire Technology公司研制出采用金剛石線的數(shù)控多晶硅細長硅芯多線切割機床，用于硅芯的制備。通過利用電鍍上金剛石微粒的細鋼絲線在被加工工件上高速地往復運動或單向移動，將硅棒壓在該機床用金剛石線交叉組成的方形線網(wǎng)上，從而將該硅棒切割成細長的硅芯。其優(yōu)點十分明顯，10-12小時可以切割出200根左右2米長的7X7或8X8毫米的方形硅芯，電力消耗小，加工效率高。

多晶硅鑄錠爐是一種硅原料重融設備，用于低成本生產(chǎn)太陽能級多晶硅鑄錠，其作用是將多晶硅原料按照設定的工藝，經(jīng)過加熱融化、定向結晶、退火、冷卻等階段后成為沿一定方向生長的多晶硅錠。多晶硅鑄錠過程中，其所處的環(huán)境即為多晶硅鑄錠爐熱場。通過該熱場能夠提供多晶硅融化所需的熱能，還能提供合理的溫度梯度，以便能夠得到合乎要求的沿固定方向生長的多晶硅錠。但是，現(xiàn)有的多晶硅鑄錠爐熱場結構不合理，其加熱器加熱不均勻，定向導氣塊氣體走向單一，進氣口冷量足夠，出氣口冷量不足，無法為多晶硅錠提供具有較好的溫度梯度場的生長環(huán)境，由此，影響了多晶硅錠的結晶質量以及硅芯方錠的尺寸。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術提供一種硅芯方錠鑄錠爐熱場結構，它通過增加了下側加熱器和頂層加熱器，能夠對坩堝內硅料進行有效加熱，并且能夠方便的調節(jié)垂直方向的溫度梯度場，通過外側保溫層控制散熱，使硅能定向結晶，其結晶凝固過程得到有效控制，提高了多晶硅鑄錠的質量和產(chǎn)品尺寸。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案為：一種硅芯方錠鑄錠爐熱場結構，它包括石墨塊，所述石墨塊上設置有定向導氣塊，所述定向導氣塊上設置有坩堝，所述坩堝外側設置有定位塊，所述坩堝外側設置有加熱器，所述加熱器外側設置有保溫層，所述保溫層外側設置有爐體。