[發明專利]一種定向凝固生長晶體硅的鑄錠爐及應用

在審

• 申請號: 201910379853.3
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN111910247A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 陳仙輝;鄒貴付;何亮;毛偉;雷琦
• 申請（專利權）人: 賽維LDK太陽能高科技（新余）有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B11/00;C30B28/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明實施例提供了一種定向凝固生長晶體硅的鑄錠爐，包括：爐體，所述爐體包括相互配合的上爐體和下爐體，所述下爐體底部設置一軸孔；支撐臺，所述支撐臺包括旋轉軸和固定在所述旋轉軸一端的熱交換臺，所述熱交換臺上設有坩堝；所述旋轉軸的另一端穿過所述軸孔，且與設置在所述下爐體外部的旋轉驅動裝置連接，所述旋轉軸內還設有冷卻液循環管道，所述冷卻液循環管道用于通入冷卻液并供所述冷卻液循環流動，以實現所述旋轉軸的循環冷卻；護板，隔熱籠和加熱器。該鑄錠爐實現對坩堝的均勻加熱，可以大大改善硅錠各個側面上存在的大量凹凸界面，可以顯著減少制備得到的硅錠尾部紅區，提升硅錠的質量和出材率。本發明還提供了該鑄錠爐的應用。

技術領域

本發明涉及晶體硅鑄錠爐技術領域，特別是涉及一種定向凝固生長晶體硅的鑄錠爐及應用。

背景技術

太陽能光伏發電是一種最具潛力的可再生能源利用方式之一。其中，晶體硅太陽電池由于其轉換效率高，技術成熟而繼續保持領先地位。晶體硅太陽電池的光電轉換效率、衰減率和成本等與使用晶體硅的質量有密切關系，這要求在晶體硅的制造過程中控制各種影響晶體硅質量包括晶相、缺陷、雜質等的條件。

目前工業上，鑄錠爐是制備晶體硅主要設備。但是傳統的鑄錠爐普遍存在加熱的不均勻性，導致鑄錠單晶生長的界面也存在不均勻性；并且制備得到的硅錠四個面存在大量不均勻的凹凸界面，造成硅錠存在大量的尾部紅區，嚴重影響硅錠的質量和出材率。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種定向凝固生長晶體硅的鑄錠爐及應用，該定向凝固生長晶體硅的鑄錠爐實現對坩堝的均勻加熱，可以大大改善硅錠各個側面上存在的大量凹凸界面，可以顯著減少制備得到的硅錠尾部紅區，提高熔體排雜的效果，提升硅錠的質量和出材率。

第一方面，本發明提供了一種定向凝固生長晶體硅的鑄錠爐，包括：

爐體，所述爐體包括相互配合的上爐體和下爐體，所述下爐體底部設置一軸孔；

支撐臺，所述支撐臺包括旋轉軸和固定在所述旋轉軸一端的熱交換臺，所述熱交換臺上設有坩堝；所述旋轉軸的另一端穿過所述軸孔，且與設置在所述下爐體外部的旋轉驅動裝置連接，所述旋轉驅動裝置用于驅動所述旋轉軸旋轉以帶動所述坩堝旋轉；所述旋轉軸內還設有冷卻液循環管道，所述冷卻液循環管道用于通入冷卻液并供所述冷卻液循環流動，以實現所述旋轉軸的循環冷卻；

護板，所述護板設置在所述坩堝的外側壁上；

隔熱籠，以及設置在所述隔熱籠內的加熱器。

可選地，所述下爐體外部還設有冷卻液供液系統，所述冷卻液供液系統與所述冷卻液循環管道連通。

可選地，還包括密封裝置，所述密封裝置用于密封所述旋轉軸與所述軸孔內壁之間的縫隙。

可選地，所述密封裝置包括磁流體密封裝置，所述磁流體密封裝置套設于所述旋轉軸上，且固定在所述下爐體底部。

可選地，所述護板包括側部護板和底部護板，所述底部護板設于所述坩堝底部和所述熱交換臺之間，所述底部護板表面設有防滑紋路。

可選地，還包括多個散熱塊，所述散熱塊設置在靠近所述熱交換臺的一側，每個所述散熱塊通過一支撐桿固定在所述下爐體底部。

可選地，所述旋轉軸靠近所述熱交換臺的一端設置有一連接板，所述連接板上設有多個連接桿，所述連接桿與所述熱交換臺固定連接。

可選地，所述加熱器包括頂部加熱器和側部加熱器，所述頂部加熱器設置在所述坩堝的頂部，所述側部加熱器設置在所述坩堝的側壁外側，當所述坩堝旋轉時，所述側部加熱器與所述坩堝不接觸；所述側部加熱器的截面形狀包括圓形、正方形或多邊形。