CN103741212A

CN103741212A - 长晶炉及长晶炉热场的控制方法

Info

Publication number: CN103741212A
Application number: CN201310702145.1A
Authority: CN
Inventors: 钟绍华; 王禄堡
Original assignee: Zhenjiang Huantai Silicon Technology Co Ltd
Current assignee: Zhenjiang Huantai Silicon Technology Co Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2014-04-23

Abstract

本发明公开了一种长晶炉，包括：炉体；位于所述炉体内的加热器，以及位于所述加热器热场内的坩埚，所述加热器包括上加热器和侧边加热器，所述上加热器位于所述坩埚的顶端，所述侧边加热器形成于所述坩埚的四周，所述上加热器的总功率大于所述侧边加热器的总功率。本发明还公开了一种长晶炉热场的控制方法。本发明通过调整上加热器和/或侧边加热器的电阻，以满足上加热器的总功率大于侧边加热器的总功率，最终达到多晶炉铸碇工艺提升所需的相对温差。因此，在熔化及长晶步骤时，上部相对热，侧边相对冷的情况下来降低坩埚本身杂质进入硅液或硅碇的浓度，并且维持整体加热器的加热效率。

Description

长晶炉及长晶炉热场的控制方法

技术领域

本申请属于太阳能光伏产业领域，特别是涉及一种长晶炉及长晶炉热场的控制方法。

背景技术

现阶段，由于光伏产业界营运艰困，各制造商无不挖空心思去降本、增加铸碇可利用率及最重要的提升硅片转换效率。于此之时，各多晶炉设备商亦提供各种热场改造来提升多晶硅碇转换效率的技术服务，最常见方式之一就是由单电源控制加热器改为双电源控制的加热系统。然而，设备商所提改造费用昂贵，动则数十万或百万，与现在光伏产业的经营环境相去甚远。

现有多晶硅铸碇工艺于熔化及长晶过程中，若侧边加热器温度太高，容易将石英坩埚中的杂质以热扩散方式驱入至硅液或硅碇中而影响铸碇质量。

发明内容

本发明的目的提供一种长晶炉及长晶炉热场的控制方法，解决了现有技术中改造费用昂贵、铸碇质量差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种长晶炉，包括：

炉体；

位于所述炉体内的加热器，以及

位于所述加热器热场内的坩埚，

所述加热器包括上加热器和侧边加热器，所述上加热器位于所述坩埚的顶端，所述侧边加热器形成于所述坩埚的四周，所述上加热器的总功率大于所述侧边加热器的总功率。

优选的，在上述的长晶炉中，所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为（1.2~1.3）：（0.7~0.8）。

优选的，在上述的长晶炉中，所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为（1.2~1.3）：1。

优选的，在上述的长晶炉中，所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为1：（0.7~0.8）。

优选的，在上述的长晶炉中，所述的上加热器和侧边加热器由同一电源供电。

相应地，本发明还公开了一种长晶炉热场的控制方法，调整上加热器和/或侧边加热器的电阻，以满足上加热器的总功率大于侧边加热器的总功率。

优选的，在上述的长晶炉热场的控制方法中，所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为（1.2~1.3）：（0.7~0.8）。

优选的，在上述的长晶炉热场的控制方法中，所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为（1.2~1.3）：1。

优选的，在上述的长晶炉热场的控制方法中，所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为1：（0.7~0.8）。

优选的，在上述的长晶炉热场的控制方法中，所述的上加热器和侧边加热器由同一电源供电。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过调整上加热器和/或侧边加热器的电阻，以满足上加热器的总功率大于侧边加热器的总功率，最终达到多晶炉铸碇工艺提升所需的相对温差。因此，在熔化及长晶步骤时，上部相对热，侧边相对冷的情况下来降低坩埚本身杂质进入硅液或硅碇的浓度，并且维持整体加热器的加热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中长晶炉的结构示意图。

具体实施方式

本发明构思所依赖的基础，是经由对多晶炉加热系统的了解与分析，并结合加热器在电学上的电热转换学理，从而计算出为达所需功率增减必要进行的变更。由电热转换学理来看，加热器的功率输出，除了受电源输出之电压影响外，也受本身电阻之限制。有鉴于此，在固定电压下，避免复杂的电路变更，我们就可以经由加热器本身电阻设计变更来简单且有效的达到上/侧边加热器的功率调控，最终达到多晶炉铸碇工艺提升所需之相对温差。

具体地，本发明实施例公开了一种长晶炉，包括：

炉体；

位于所述炉体内的加热器，以及

位于所述加热器热场内的坩埚，

本发明实施例还公开了一种长晶炉热场的控制方法，调整上加热器和/或侧边加热器的电阻，以满足上加热器的总功率大于侧边加热器的总功率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参图1所示，本发明实施例中，长晶炉为GT多晶炉，包括炉体1，炉体1内设置有坩埚2，坩埚2内用以盛放硅汤。炉体1内还设置有加热器3，坩埚2位于加热器3所形成的热场内。

加热器3包括位于坩埚2顶端的上加热器31以及形成于坩埚2四周的侧边加热器32。上加热器31由三块加热器构成，侧边加热器32包括分别形成坩埚2四个侧边的四块加热器。

上述所有加热器由同一电源进行供电。

现有的GT多晶炉中，由三块加热器构成的上加热器31以及由四块加热器构成的侧边加热器32的总功率之比为1:1。

为了使得炉体1内上部相对热，侧边相对冷，以降低坩埚本身杂质进入硅汤的浓度，在现有GT多晶炉的基础上，本发明实施例通过改变上加热器和/或侧边加热器的电阻，来实现上加热器的总功率大于侧边加热器的总功率，具体分为如下几种情况：

一、在现有GT多晶炉的基础上，将上加热器的电阻减小17~23%，以将上加热器的功率增加20~30%，下加热器不做改动。

二、在现有GT多晶炉的基础上，将侧边加热器的电阻增加25~43%，以将侧边加热器的功率减少20~30%，上加热器不做改动。

三、在现有GT多晶炉的基础上，将上加热器的电阻减小17~23%，以将上加热器的功率增加20~30%，同时，将侧边加热器的电阻增加25~43%，以将侧边加热器的功率减少20~30%。

通过上述的改进，可以实现在熔化及长晶步骤时，上部相对热，侧边相对冷的情况下来降低坩埚本身杂质进入硅液或硅碇的浓度，并且维持整体加热器的加热效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种长晶炉，其特征在于，包括：

炉体；

位于所述炉体内的加热器，以及

位于所述加热器热场内的坩埚，

2.根据权利要求1所述的长晶炉，其特征在于：所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为（1.2~1.3）：（0.7~0.8）。

3.根据权利要求1所述的长晶炉，其特征在于：所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为（1.2~1.3）：1。

4.根据权利要求1所述的长晶炉，其特征在于：所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为1：（0.7~0.8）。

5.根据权利要求1至4任一所述的长晶炉，其特征在于：所述的上加热器和侧边加热器由同一电源供电。

6.一种长晶炉热场的控制方法，其特征在于：调整上加热器和/或侧边加热器的电阻，以满足上加热器的总功率大于侧边加热器的总功率。

7.根据权利要求6所述的长晶炉热场的控制方法，其特征在于：所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为（1.2~1.3）：（0.7~0.8）。

8.根据权利要求6所述的长晶炉热场的控制方法，其特征在于：所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为（1.2~1.3）：1。

9.根据权利要求6所述的长晶炉热场的控制方法，其特征在于：所述上加热器的总功率与侧边加热器的总功率之比为1：（0.7~0.8）。

10.根据权利要求6至9任一所述的长晶炉热场的控制方法，其特征在于：所述的上加热器和侧边加热器由同一电源供电。