[實用新型]一種利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置

有效

• 申請號: 201921132429.0
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN210237839U
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 尹長浩
• 申請（專利權）人: 尹長浩
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所 32255
• 代理人: 劉喜蓮

一種利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置，涉及太陽能電池制造設備領域，包括內置有坩堝的鑄錠爐，在鑄錠爐內設置有攪拌軸，攪拌軸通過傳動機構與配套的驅動裝置相接，在鑄錠爐的爐蓋上固定安裝有用于帶動驅動裝置升降的升降機構；在鑄錠爐的爐蓋上固定設有與攪拌軸相配套的動態密封機構，在攪拌軸的下部固定安裝有用于攪動坩堝內熔體的石墨攪拌葉片，在石墨攪拌葉片上固定復合有陶瓷涂層或陶瓷殼層。本實用新型通過石墨攪拌葉片上下攪動坩堝內熔體，使硅、鍺熔體在坩堝中形成充分的水平對流，有利于降低晶體內的位錯密度等缺陷，從而提高晶體的生產質量。

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池制造設備領域，特別是一種利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置。

背景技術

晶體硅和晶體鍺等高純度晶體的生長過程是晶體硅、晶體鍺等太陽能電池生產過程中的重要環節。晶體生長的質量從根本上決定了其太陽能電池的性能。目前晶體硅和晶體鍺等太陽能電池對應的硅、鍺晶體主要在對應的鑄錠爐內完成。多晶硅晶體的生長過程通常情況下為定向凝固過程，這個過程中由于分凝作用的影響，雜質元素會偏聚在硅熔體中。定向凝固可以對硅晶體中的雜質達到一定的去除效果，但是去除效果很大程度上受制于硅熔體的對流狀態。目前多晶硅鑄錠爐由于結構的限制，硅熔體的對流基本上為自發性對流（由密度差、氬氣干擾產生），對流狀態隨長晶時間不斷變化，難以控制。在現有技術中公開號為CN201610581744的中國專利文獻公開了一種強制對流生長晶體硅的方法及其裝置，該技術采用氮化硅葉輪對硅溶體進行攪拌，并且控制氮化硅葉輪距離硅晶體上部3-8cm，并且整個長晶過程中氮化硅葉輪轉速在26轉每分鐘以下。由于葉輪材質問題（氮化硅葉輪成本高、純度不容易控制）、葉輪轉速問題（轉速較低），該技術和裝置不能在晶體硅生長過程中提供有效且可控的溶體對流。因此需要研制一種在晶體硅、鍺晶體生長過程中能夠使硅熔體形成充分且可控對流的生產裝置。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種結構簡單可靠、使用方便且能夠在硅熔體內產生充分的水平對流的利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置。

本實用新型所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本實用新型是一種利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置，其特點是：包括內置有坩堝的鑄錠爐，在鑄錠爐內設置有攪拌軸，攪拌軸通過傳動機構與配套的驅動裝置相接，在鑄錠爐的爐蓋上固定安裝有用于帶動驅動裝置升降的升降機構；在鑄錠爐的爐蓋上固定設有與攪拌軸相配套的動態密封機構，在攪拌軸的下部固定安裝有用于攪動坩堝內熔體的石墨攪拌葉片，在石墨攪拌葉片上固定復合有陶瓷涂層或陶瓷殼層。

以上所述的本實用新型一種利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置，其進一步優選的技術方案或者技術特點是：所述升降機構包括豎向設置的絲杠導軌，絲杠導軌通過支架固定安裝在鑄錠爐爐蓋上，在絲杠導軌上安裝有絲杠滑塊，在絲杠導軌頂部的支架上固定安裝有配套的絲杠電機用于驅動絲杠滑塊升降，所述的驅動裝置通過支架固定連接在絲杠滑塊上。

以上所述的本實用新型一種利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置，其進一步優選的技術方案或者技術特點是：所述的升降機構包括豎向設置的直線導軌，直線導軌通過支架固定安裝在鑄錠爐爐蓋上，在直線導軌上滑動安裝有導軌滑塊，在直線導軌頂部的支架上固定安裝有伸縮氣缸，伸縮氣缸的活塞桿與導軌滑塊固定相連接，所述的驅動裝置通過支架固定連接在導軌滑塊上。

以上所述的本實用新型一種利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置，其進一步優選的技術方案或者技術特點是：所述的動態密封機構為磁流體密封、機械密封、正壓氣體保護密封、負壓密封中的一種或幾種組合。

以上所述的本實用新型一種利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置，其進一步優選的技術方案或者技術特點是：所述的驅動裝置為驅動電機。驅動電機選用伺服電機，伺服電機通過配套的伺服控制器控制。

以上所述的本實用新型一種利用擾流輔助晶體生長的鑄錠裝置，其進一步優選的技術方案或者技術特點是：所述攪拌軸的豎向投影位于坩堝的中心處。