CN103361714A - 一种多晶硅铸锭炉冷却块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多晶硅铸锭炉冷却块，它属于新能源、光伏领域。本发明包括冷却块本体和坩埚，坩埚位于冷却块本体的顶面，冷却块本体的顶面开有凹槽，坩埚覆盖在凹槽上，凹槽的中心线、坩埚的中心线和冷却块本体的中心线相互重合。本发明设有正方形的凹槽，利用空气和石墨的导热率的差异，实现对坩埚边角部位的适当保温，从而抑制坩埚壁附近晶粒的优先生长，获得比较平坦的固液界面，从而提高定向凝固多晶硅的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷却块，尤其是涉及一种多晶硅铸锭炉冷却块，主要应用在光伏太阳能领域中多晶硅定向凝固铸造设备热场系统，它属于新能源、光伏领域。
背景技术
近年来，随着全球石油、煤炭等化石、非可再生资源的日益枯竭，太阳能逐渐成为未来最重要的可再生新能源之一，多晶硅太阳电池是最重要的光伏产品之一，制备该产品需要将太阳能级硅料铸成硅锭，然后开方、切片等步骤制作太阳电池用硅片，再进行后续的电池片、组件、电站的制作。
目前采用的铸造方法多为定向凝固，即多晶硅晶体从坩埚的底部开始生长。该方法具有投炉量大的特点，另外得到的多晶硅晶粒平行于晶体生长方向，经过硅片制造工艺后，晶界平面垂直于硅片表面，对太阳电池的光电效率影响不大。因此，定向凝固是目前最主流的多晶硅铸锭方法。该类方法需要在坩埚底部采用冷却块，用于导出坩埚底部热量，配合隔热笼的上升，实现坩埚底部温度过冷，从而底部先进行结晶。
但是，坩埚底部的边角区域散热比较快，使得坩埚壁附近的晶粒生长速度较快，晶粒的生长方向偏移了竖直向上的方向，导致了硅片中晶界未垂直于硅片表面的现象，降低太阳电池的光电转换效率。
中国专利号201110370471.8公开了一种名称为“多晶硅铸锭装置” 的发明专利。该发明专利包括炉体和支架，炉体内设有坩埚，坩埚外侧设有石墨坩埚，石墨坩埚下方设有石墨冷却块，虽然该专利增加提纯和晶体生长效果，提高了多晶硅铸锭装置的可靠性能，但是坩埚底部散热比较快，坩埚附近的晶粒生产速度较快，晶粒的生长方向发生偏移，故其还是存在上述缺陷。
中国专利号200820031102.X公开了一种名称为“具有石墨冷却块保温条的多晶硅铸锭炉热场结构”的实用新型专利，该专利包括保温隔热笼体、保温隔热笼体内安装在侧面和顶面的加热器和放置坩埚的石墨冷却块，在石墨冷却块的底部四周安装保温条，该专利使得有效区域内微晶的含量降低，但是不能抑制坩埚壁附近优先结晶，光电转换效率低，故其还是存在上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，而提供一种结构设计合理，抑制坩埚壁附近优先结晶、提高铸造多晶硅性能的多晶硅铸锭炉冷却块。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种多晶硅铸锭炉冷却块，包括冷却块本体和坩埚，所述坩埚位于冷却块的顶面，其特征在于：所述冷却块的顶面开有能够利用空气和石墨的导热率的差异、来实现对坩埚边角部位的保温、从而抑制坩埚壁附近晶粒的优先生长的正方形的凹槽，所述的坩埚覆盖在凹槽上，所述凹槽的中心线、坩埚的中心线和冷却块本体的中心线相互重合；
所述凹槽包括内壁和外壁，所述凹槽的内壁边长为625-677mm，外壁边长为780-875mm；或者，所述凹槽的内壁边长为780-832mm，外壁边长为935-1030mm；
所述的凹槽形状为环状正方形；所述凹槽的槽宽为103-250mm，所述凹槽的槽深为5-20mm。
上述结构的技术效果：具有抑制坩埚壁附近优先结晶的特点，提高了定向凝固多晶硅的质量，从而提高了太阳电池的光电转化效率，正方形的凹槽，利用空气和石墨的导热率的差异，实现对坩埚边角部位的适当保温，从而抑制坩埚壁附近晶粒的优先生长，不同的凹槽深度适用于不同的坩埚使用，提高多晶硅的质量，凹槽的内壁边长为624-676mm，外壁边长为780-875mm，适用于G5坩埚，即铸锭开方可以得到二十五块截面为156mm×156mm的晶砖，凹槽的内壁边长为780-832mm，外壁边长为935-1030mm；适用于G6坩埚，即铸锭开方可以得到三十六块截面为156mm×156mm的晶砖。
本发明所述的冷却块为石墨材质；石墨材质耐高温、导热均匀，机械强度高，便于加工。
本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：1、结构设计合理，具有正方形的凹槽，利用空气和石墨的导热率的差异，实现对坩埚边角部位的适当保温，从而抑制坩埚壁附近晶粒的优先生长，获得比较平坦的固液界面，从而提高定向凝固多晶硅的质量；2、提高了多晶硅锭及其太阳电池片的质量，并降低了多晶硅片的生产成本，提高了太阳电池的光电转化效率。
附图说明
图1为本发明中的冷却块和坩埚的整体结构示意图。
图2为本发明中凹槽的结构示意图。
图3为本发明图2中A-A剖视结构示意图。
图中：冷却块本体1，坩埚2，凹槽3，内壁4，外壁5，槽深6，顶面7。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：参见图1-图3，本实施例包括冷却块本体1、坩埚2、凹槽3、内壁4、外壁5、槽深6和顶面7。
本实施例中的冷却块本体1和坩埚2接触，坩埚2位于冷却块本体1的顶面，冷却块本体1的顶面7开有环状正方形的凹槽3，凹槽3的中心线与冷却块本体1的中心线相互重合，坩埚2放置在冷却块本体1上进行定向凝固。
本实施中的凹槽3包括内壁4和外壁5，凹槽3的内壁4边长为625mm，外壁5边长为780mm，凹槽3的槽宽为103mm，凹槽3的槽深6为5mm，凹槽3的内壁4和外壁5的边与冷却块本体1的对应边相互平行。
本实施例中的坩埚2覆盖在凹槽3上，只有将坩埚2移开才能看到凹槽3，坩埚2的底面尺寸要与实际凹槽3的外壁5大小匹配，坩埚2的中心线与凹槽3的中心对齐，使得坩埚2与凹槽3覆盖。
本实施例中的冷却块本体1采用石墨材质制成。
使用时，首先进行装料，将多晶硅原料装入喷涂和烧结好的坩埚2中，再将坩埚2放在冷却块本体1上，关闭炉腔，然后进行化料、长晶、退火等晶体生长过程，打开炉腔，取出坩埚2，进行冷锭，通过沾锭、开方、切片过程，制成硅片，制备电池片，制备组件，最后组装电站。
实施例二：参见图1-图3，本实施例包括冷却块本体1、坩埚2、凹槽3、内壁4，外壁5和槽深6。
本实施例中冷却块本体1与坩埚2接触，坩埚2位于冷却块本体1的顶面，冷却块本体1的顶面7开有凹槽3，冷却块本体1采用石墨材质。
本实施例中凹槽3的中心线与冷却块本体1的中心线在同一直线上，凹槽3包括内壁4和外壁5，凹槽3为环状的正方形，凹槽3的内壁4和外壁5的边与冷却块本体1的对应边相互平行。
本实施例中凹槽3的内壁4边长为677mm，外壁5边长为875mm，凹槽3的槽宽为250mm，凹槽3的槽深7为20mm。
本实施例中的坩埚2覆盖在凹槽3上，只有将坩埚2移开才能看到凹槽3，坩埚2的底面尺寸要与实际凹槽3的外壁5大小匹配，坩埚2的中心线与凹槽3的中心对齐，使得坩埚2与凹槽3覆盖。
使用时，首先进行装料，将多晶硅原料装入喷涂和烧结好的坩埚2中，再将坩埚2放在冷却块本体1上，关闭炉腔，然后进行化料、长晶、退火等晶体生长过程，打开炉腔，取出坩埚2，进行冷锭，通过沾锭、开方、切片过程，制成硅片，制备电池片，制备组件，最后组装电站。
实施例三：参见图1-图3，本实施例包括冷却块本体1、坩埚2、凹槽3、内壁4，外壁5和槽深6。
本实施例中冷却块本体1与坩埚2接触，坩埚2位于冷却块本体1的顶面，冷却块本体1的顶面7开有凹槽3，冷却块本体1采用石墨材质。
本实施例中凹槽3的中心线与冷却块本体1的中心线在同一直线上，凹槽3包括4和外壁5，凹槽3的四个边与冷却块本体1对应方向的四个边相互平行，凹槽3为环状的正方形。
本实施例中凹槽3的内壁4边长为780mm，外壁5边长为935mm，凹槽3的槽宽为103mm，凹槽3的槽深7为5mm。
本实施例中的坩埚2覆盖在凹槽3上，只有将坩埚2移开才能看到凹槽3，坩埚2的底面尺寸要与实际凹槽3的外壁5大小匹配，坩埚2的中心线与凹槽3的中心对齐，使得坩埚2与凹槽3覆盖。
使用时，首先进行装料，将多晶硅原料装入喷涂和烧结好的坩埚2中，再将坩埚2放在冷却块本体1上，关闭炉腔，然后进行化料、长晶、退火等晶体生长过程，打开炉腔，取出坩埚2，进行冷锭，通过沾锭、开方、切片过程，制成硅片，制备电池片，制备组件，最后组装电站。
实施例四：参见图1-图3，本实施例包括冷却块本体1、坩埚2、凹槽3、内壁4，外壁5和槽深6。
本实施例中冷却块本体1与坩埚2接触，坩埚2位于冷却块本体1的顶面，冷却块本体1的顶面7开有凹槽3，冷却块本体1采用石墨材质。
本实施例中凹槽3的中心线与冷却块本体1的中心线在同一直线上，凹槽3包括内壁4和外壁5，凹槽3的四个边与冷却块本体1对应方向的四个边相互平行，凹槽3为环状的正方形。
本实施例中凹槽3的内壁4边长为832mm，外壁5边长为1030mm，凹槽3的槽宽为250mm，凹槽3的槽深7为20mm。
本实施例中的坩埚2覆盖在凹槽3上，只有将坩埚2移开才能看到凹槽3，坩埚2的底面尺寸要与实际凹槽3的外壁5大小匹配，坩埚2的中心线与凹槽3的中心对齐，使得坩埚2与凹槽3覆盖。
使用时，首先进行装料，将多晶硅原料装入喷涂和烧结好的坩埚2中，再将坩埚2放在冷却块本体1上，关闭炉腔，然后进行化料、长晶、退火等晶体生长过程，打开炉腔，取出坩埚2，进行冷锭，通过沾锭、开方、切片过程，制成硅片，制备电池片，制备组件，最后组装电站。
实施例一和实施例二适用于G5坩埚2，即铸锭开方可以得到二十五块截面为156mm×156mm的晶砖。
实施例三和实施例四适用于G6坩埚2，即铸锭开方可以得到三十六块截面为156mm×156mm的晶砖。
本实施例中所说的G5坩埚2和G6坩埚2，本行业的技术人员一看就会知晓，故在此处不多解释关于G5坩埚2和G6坩埚2的内容。
本实施例中的凹槽3的结构不局限于是正方形，冷却块本体1的材质也可以采用其它的材质，只要最终能够实施，达到本发明的效果，结构和材质的简单变化均是以本发明为思路。
以上仅仅是本说明书中所描述的一个具体实施例，可以在此发明中增加装置，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及材料所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。
Claims (2)
1.一种多晶硅铸锭炉冷却块，包括冷却块本体和坩埚，所述坩埚位于冷却块的顶面，其特征在于：所述冷却块的顶面开有能够利用空气和石墨的导热率的差异、来实现对坩埚边角部位的保温、从而抑制坩埚壁附近晶粒的优先生长的正方形的凹槽，所述的坩埚覆盖在凹槽上，所述凹槽的中心线、坩埚的中心线和冷却块本体的中心线相互重合；
所述凹槽包括内壁和外壁，所述凹槽的内壁边长为625-677mm，外壁边长为780-875mm；或者，所述凹槽的内壁边长为780-832mm，外壁边长为935-1030mm；
所述的凹槽形状为环状正方形，所述凹槽的槽宽为103-250mm，所述凹槽的槽深为5-20mm。
2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉冷却块，其特征在于：所述的冷却块本体为石墨材质。
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|---|---|---|---|---|
| CN104726933A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 昆山中辰矽晶有限公司 | 用于晶碇铸造炉的冷却装置及铸造晶碇的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201593073U (zh) * | 2009-12-28 | 2010-09-29 | 常州天合光能有限公司 | 一种节能型多晶硅铸锭炉的热场结构 |
| CN102108544A (zh) * | 2010-10-08 | 2011-06-29 | 常州天合光能有限公司 | 一种控制长晶界面的多晶炉热场结构 |
| CN202072971U (zh) * | 2011-05-31 | 2011-12-14 | 东莞海龙纸业有限公司 | 一种胶粘物去除装置 |
| CN102925971A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-02-13 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 高效多晶铸锭热场 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201593073U (zh) * | 2009-12-28 | 2010-09-29 | 常州天合光能有限公司 | 一种节能型多晶硅铸锭炉的热场结构 |
| CN102108544A (zh) * | 2010-10-08 | 2011-06-29 | 常州天合光能有限公司 | 一种控制长晶界面的多晶炉热场结构 |
| CN202072971U (zh) * | 2011-05-31 | 2011-12-14 | 东莞海龙纸业有限公司 | 一种胶粘物去除装置 |
| CN102925971A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-02-13 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 高效多晶铸锭热场 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104726933A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 昆山中辰矽晶有限公司 | 用于晶碇铸造炉的冷却装置及铸造晶碇的方法 |
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