CN202164380U - 高产出多晶硅铸锭炉热场结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及太阳能电池铸锭技术领域，尤其是一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，包括带吊杆的隔热笼、上保温板、带支柱的下保温板和隔热笼内的助凝支撑块，助凝支撑块上放置石墨坩埚以及石墨坩埚内的石英坩埚，石墨坩埚上设置有坩埚盖板，坩埚盖板上方具有顶加热器，石墨坩埚周围具有上下设置的可独立控制侧上加热器和侧下加热器，顶加热器与助凝支撑块之间的距离580mm～740mm。本实用新型的有益效果是：在目前450kg多晶铸锭炉型上，实现硅料装料量达550-750kg，提高了铸锭的产能、晶锭的利用率，晶锭高度可达340mm～465mm；同时由于侧面加热器分成两个加热区，可节约能耗，降低整体铸锭成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池铸锭技术领域，尤其是一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构。
背景技术
在太阳能光伏领域，利用定向凝固的方法生产多晶硅锭是普遍采用的方法，其基本原理是：将多晶硅原料放置在石英陶瓷坩埚中，放置在特定的热场系统中，加热至完全融化；然后从坩埚的底部开始冷却，硅溶液在坩埚底部开始结晶，逐渐向上凝固；完成生长过程后，通常会将热场重新闭合，并将多晶铸锭保温一段时候后开始冷却。目前行业内普遍采用450kg多晶铸锭炉型，由于生产能力或者切片机载荷的问题，实际投料量一般在390-420kg。随着行业的发展，竞争越来越激烈，各太阳能电池生产厂家越来越注重对成本的控制，为了增大产能降低能本，各种新的设备不断被研发出，多晶炉有更大的800kg炉型研发成功，锭切片机载荷也逐渐增大，如LDK在09年下半年有生产出800kg的大型锭切片机，Ferro Tec.2010上半年行业展会上展出HXH-800a，可装载800kg硅料。这些大炉型都在往横向发展，即原来450kg多晶铸锭炉型，可以切割25个截面为156mm×156mm的小块，800kg炉型的则可切割出36个这样的小块，但与其配套的大型坩埚生产工艺还未成熟，成本较高，且对多晶铸锭生产厂商而言必须购买新的炉子，不能在原有炉型上升级，因为原有炉型在横向已无发展空间。同时，配套的开方机也必须加宽升级。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，通过热场结构的优化，实现更大的装料量，提高铸锭的产能和晶锭的利用率，缩短生产周期，总体上大幅度降低铸锭成本。即在原来450kg多晶铸锭炉型基础上，往纵向发展，实现较大的装料量。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，包括带吊杆的隔热笼、上保温板、带支柱的下保温板和隔热笼内的助凝支撑块，助凝支撑块上放置石墨坩埚以及石墨坩埚内的石英坩埚，石墨坩埚上设置有坩埚盖板，坩埚盖板上方具有顶加热器，石墨坩埚周围具有上下设置的可独立控制侧上加热器和侧下加热器。
顶加热器、侧上加热器和侧下加热器连接于上保温板上。
顶加热器与助凝支撑块之间的距离580mm～740mm。
石英坩埚的高度增加至装料量达550kg-750kg。
本实用新型的有益效果是：在目前450kg多晶铸锭炉型上，通过工艺优化，提出一种具有较高切割长度的大型多晶锭的生产方法，实现比较大的装料量，硅料装料量达550-750kg，这样可提高铸锭的产能、晶锭的利用率，晶锭高度可达340mm～465mm；同时由于侧面加热器分成两个加热区，可节约能耗，降低整体铸锭成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；
图1是本实用新型的结构示意图；
图中，1.上保温板，2.顶加热器，3.侧上加热器，4.侧下加热器，5.隔热笼，6.石墨坩埚，7.助凝支撑块，8.上保温板，9.石英坩埚，10.坩埚盖板。
具体实施方式
如图1所示，一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，包括带吊杆的隔热笼5和上保温板1，带支柱的下保温板8和隔热笼5内的助凝支撑块7，助凝支撑块7上放置石墨坩埚6以及石墨坩埚6内的石英坩埚9，石墨坩埚6上设置有坩埚盖板10，坩埚盖板10上方具有连接于上保温板1上的顶加热器2，石墨坩埚6周围具有连接于上保温板1上的上下设置地上加热器3和侧下加热器4，两个侧加热器可独立控制。顶加热器与助凝支撑块之间的距离580mm～740mm。石英坩埚的高度增加至装料量达550kg-750kg。
下面结合多晶硅的铸锭生产对本实用新型做进一步介绍。
石英坩埚9装满550-750kg硅料后，外包石墨坩埚6，放置于助凝支撑块7上，隔热笼5和下保温板8闭合，将炉体抽真空，达到工艺要求真空度后，顶加热器2、侧上加热器3和侧下加热器4开始工作，初步预热后逐渐通入氩气，但炉体仍然保持在负压状态，由于隔热笼5的保温作用，可以将隔热笼5内的温度升高到1500℃左右的高温，使硅料在十多个小时内升温融化。在化料期间流通的氩气可携带化料挥发出来的杂质。进入长晶阶段，按照工艺设定缓慢升起隔热笼5，下保温板8与隔热笼5不再闭合，助凝支撑块7底部在热辐射的作用下迅速降温，使得石英坩埚9底部因温度降低首先开始结晶生长，根据工艺要求，侧下加热器4可以逐渐停止工作，节约能耗，通过顶加热器2和侧上加热器3维持上部硅液所需要的高温环境。这样，通过控制加热和隔热笼的提升，使得硅的结晶界面形成一个垂直的温度梯度场，从下往上逐步结晶，生产出高产出的多晶硅锭。
Claims (4)
1.一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，包括带吊杆的隔热笼(5)、上保温板(1)、带支柱的下保温板(8)和隔热笼(5)内的助凝支撑块(7)，助凝支撑块(7)上放置石墨坩埚(6)以及石墨坩埚(6)内的石英坩埚(9)，石墨坩埚(6)上设置有坩埚盖板(10)，其特征是：所述的坩埚盖板(10)上方具有顶加热器(2)，石墨坩埚(6)周围具有上下设置地可独立控制侧上加热器(3)和侧下加热器(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，其特征是：所述的顶加热器(2)、侧上加热器(3)和侧下加热器(4)连接于上保温板(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，其特征是：顶加热器(2)与助凝支撑块(7)之间的距离580mm～740mm。
4.根据权利要求3所述的一种高产出多晶硅铸锭炉热场结构，其特征是：所述的石英坩埚(9)的高度增加至装料量达550kg-750kg。
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