CN202390560U - 大容量多晶硅铸锭炉热场结构 - Google Patents
大容量多晶硅铸锭炉热场结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202390560U CN202390560U CN2011205506810U CN201120550681U CN202390560U CN 202390560 U CN202390560 U CN 202390560U CN 2011205506810 U CN2011205506810 U CN 2011205506810U CN 201120550681 U CN201120550681 U CN 201120550681U CN 202390560 U CN202390560 U CN 202390560U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crucible
- heater
- thermal field
- polycrystalline silicon
- silicon ingot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种大容量多晶硅铸锭炉热场结构，包括炉体、设置在炉体内的热场箱、位于热场箱内的坩埚，以及设置在热场箱内及坩埚外的加热器，加热器包括顶部加热器以及与顶部加热器并联的侧加热器，顶部加热器为若干CFC或石墨材质的弯曲型块组成，并通过电极固定于炉体的顶部；侧加热器为CFC板或石墨板围成的框形。本实用新型通过对多晶硅铸锭炉的加热器结构进行改进，并降低热交换平台的高度，增大坩埚的放置空间，有效增加坩埚长宽方向的尺寸及高度，从而使坩埚的容积量增大，大大提高了多晶硅铸锭炉的单位产能，提高了效率，且能耗降低，节省了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅铸锭炉技术领域，尤其涉及一种大容量的大容量多晶硅铸锭炉热场结构。
背景技术
目前，随着新型能源的大量使用，使得人们对传统能源的依存度逐渐减少，其中太阳能作为一种取之不尽用之不绝的绿色能源，在现今社会得到了广泛的应用，其不仅改善了环境，而且也解决了部分能源问题。在太阳能的利用中，光电转换利用最为广泛，在光电转换中，需要大量使用硅电池，由此导致光伏级别多晶硅的大量需求。
目前，生产多晶硅的主要设备为多晶硅铸锭炉。多晶硅铸锭炉是一种硅原料重融设备，用于低成本生产太阳能级多晶硅铸锭，其工作原理是将硅原料按照设定的工艺，经过加热融化、定向结晶、退火、冷却等阶段后，使其成为沿一定方向生长的多晶硅锭。
随着硅电池的大量使用，如何有效的降低单位能耗，提高产能，是太阳能多晶硅铸锭研发领域中有待解决的问题。
现有的多晶硅铸锭炉的容量有限，单位能耗较高，生产效率较低。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种大容量的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，以提高多晶硅铸锭炉的生产效率。
为了达到上述目的，本实用新型提出一种大容量多晶硅铸锭炉热场结构，包括炉体、设置在所述炉体内的热场箱、位于所述热场箱内的坩埚，以及设置在所述热场箱内及所述坩埚外的加热器，所述加热器包括顶部加热器以及与所述顶部加热器并联的侧加热器，所述顶部加热器为若干弯曲型块组成，其材料为CFC或石墨，并通过电极固定于所述炉体的顶部；所述侧加热器为CFC或石墨材质的板状块围成的框形。
优选地，所述侧加热器包括四块所述板状块，所述四块板状块之间通过侧连接板连接。
优选地，所述侧加热器通过电极连接块与电极连接，该侧加热器与所述顶部加热器并联。
优选地，所述电极连接块为三个，分别与所述侧加热器的四块板状块中的三块板状块连接。
优选地，所述侧加热器连接所述电极连接块的板状块上设有安装孔，所述安装孔为可调节所述侧加热器高度的腰型孔，所述侧加热器通过所述安装孔与所述电极连接块连接。
优选地，所述坩埚长1000mm～1100mm，宽1000mm～1100mm，高470mm～600mm.
优选地，该大容量多晶硅铸锭炉热场结构还包括：设置在所述坩埚下方的热交换平台，以及若干支撑柱，所述支撑柱连接在所述热交换平台与所述炉体的底部之间，用于支撑所述热交换平台及坩埚；所述热交换平台顶部与所述炉体的底部之间的距离为700mm-900mm。
优选地，所述炉体包括上炉体及与所述上炉体扣合的具有所述炉体底部的下炉体，所述下炉体顶部具有端面，所述下炉体顶部的端面与所述热交换平台的顶部之间的距离为20mm～60mm。
优选地，该大容量多晶硅铸锭炉热场结构还包括坩埚侧板及坩埚底板，所述坩埚侧板设置在坩埚的侧壁外；所述坩埚底板设置在坩埚底部与热交换平台之间。
优选地，所述多晶硅铸锭炉的功率为165KW-200KW。
本实用新型提出的一种大容量多晶硅铸锭炉热场结构，通过对多晶硅铸锭炉的加热器结构进行改进，并降低热交换平台的高度，增大坩埚的放置空间，有效增加坩埚长宽方向的尺寸及高度，从而使坩埚的容积量增大，大大提高了多晶硅铸锭炉的单位产能，提高了效率，且能耗降低，节省了成本。
附图说明
图1是本实用新型大容量多晶硅铸锭炉热场结构较佳实施例的结构示意图；
图2是本实用新型大容量多晶硅铸锭炉热场结构较佳实施例中加热器的结构示意图；
图3是本实用新型大容量多晶硅铸锭炉热场结构较佳实施例中侧加热器中一板状块的结构示意图。
为了使本实用新型的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
本实用新型技术方案总体思路是：通过降低热交换平台的高度，增大坩埚的放置空间，有效增加坩埚长宽方向的尺寸及高度，使坩埚的容积量增大；同时对加热器结构进行改进，其侧加热器采用块状的CFC或石墨材料围成框形，以提高多晶硅铸锭炉的单位产能，提高生产效率。
以下将结合附图及实施例，对实现实用新型目的的技术方案作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，图1是本实用新型多晶硅铸锭炉较佳实施例的结构示意图。本实用新型较佳实施例提出的一种大容量多晶硅铸锭炉热场结构，包括炉体2，炉体2内设有热场箱3，热场箱3内设有坩埚8，热场箱3与坩埚8之间设有加热器，其中：
炉体2包括分离的上炉体21及下炉体22。炉体2内设置有坩埚8，坩埚8内用于承装硅料6，坩埚8底部设有坩埚底板82，紧贴坩埚8外壁设有保护坩埚8的坩埚侧板81，坩埚8下方于坩埚底板82之下设有热交换平台9及若干支撑柱10，支撑柱10连接在热交换平台9底部与炉体2的底部即下炉体22的底部之间，用于支撑热交换平台9及坩埚8。
热场箱3包括隔热笼(图中未示出)、底部保温板32、隔热笼左侧保温板33、隔热笼右侧保温板34及顶部保温板31，隔热笼左、右侧保温板33、34固定在隔热笼上，隔热笼左、右侧保温板33、34与顶部保温板31可分离，支撑柱10穿过底部保温板32连接在热交换平台9与炉体2底部之间。支撑柱10与底部保温板32的连接处设有台阶，底部保温板32放置于支撑柱10的台阶上。
热场箱3的隔热笼及隔热笼左、右侧保温板33、34通过连接隔热笼与炉体2顶部(即上炉体21的顶部)之间的若干提升杆1悬置于炉体2内。
底部保温板32与隔热笼左、右侧保温板33、34可分离，两者结合处设有台阶端面，底部保温板32与隔热笼左、右侧保温板33、34通过该台阶端面贴合，底部保温板32固定在支撑柱10上，在开炉时，向下打开下炉体22，可以取出坩埚8内加工好的多晶硅锭，或者在初始生产时，将装好硅料6的坩埚8放置在热交换平台9上。由热场箱3内的加热器3对坩埚8内的硅料6进行加热。
本实施例中，加热器沿着坩埚侧板81的外围设置在热场箱3的上部空腔，其通过电极固定在炉体2上。该电极包括铜电极5及石墨电极52，铜电极5通过铜电极座51固定在上炉体21的顶部，石墨电极52的上端与铜电极5连接，其下端连接加热器。
其中，加热器包括顶部加热器4及侧加热器7，顶部加热器4与石墨电极52的下端连接，侧加热器7与顶部加热器4并联，并通过电极连接块74与石墨电极52下端连接。
具体地，如图2及图3所示，本实施例顶部加热器4为板状，其由若干弯曲状石墨块连接而成，具体包括：前加热器40、与前加热器40对称设置的后加热器41，以及位于前加热器40与后加热器41之间的U型加热器42，前加热器40的一自由端与后加热器41的一端通过连接板45连接，前加热器40的另一自由端通过连接器44与U型加热器42的一自由端连接，后加热器41的另一自由端通过连接器43与U型加热器42的另一自由端连接，同时，前加热器40与连接器44之间以及后加热器41与连接器43之间分别通过连接板47、48连接，前加热器40与U型加热器42之间以及后加热器41与U型加热器42之间分别通过连接板49、46连接。在其他实施例中，顶部加热器4也可以采用CFC(Carbon-fiber-reinforced carbon composites，碳碳复合材料)制成。
本实施例中侧加热器7为CFC材质的板状块围成的框形，其包括前、后、左、右四块CFC板70、71、73、74，四块CFC板70、71、73、74之间通过侧连接板75连接。在其他实施例中，侧加热器7也可以采用石墨材质。
如上所述，侧加热器7通过电极连接块74与石墨电极52连接。本实施例根据三相电路抽头需要以及加热器的实际特点，通过三个电极连接块74将侧加热器7与石墨电极52连接，具体在侧加热器7的前CFC板70、后CFC板71、右CFC板73上各设有一电极连接块74，上述石墨电极52与各电极连接块74连接。
如图3所示，本实施例中侧加热器7的CFC板的两端均设有用于安装侧连接板75的过孔77，通过CC螺钉与过孔77的配合将侧连接板75连接在相应的两CFC板之间。
同时，对于连接有电极连接块74的CFC板，则在电极连接块74的连接处设置有用于与电极连接块连接的安装孔76，同时，为了可调节侧加热器7的高度，本实施例将安装孔76设置为腰型孔。
本实施例由上述顶部加热器4及侧加热器7组成的加热系统，能够同时从坩埚8顶部及四个侧面加热硅料，由此保证了硅料能够均匀受热，使得硅料能够在短时间内融化，从而提高了多晶硅铸锭炉的加热效率，减少了功耗的损失。
此外，本实施例侧加热器7的材料采用CFC碳碳复合材料，使得侧加热器7可以占用较小的空间。
本实施例的上述加热器结构可以使得多晶硅铸锭炉中坩埚8的容积量大大增加。
本实施例中，坩埚8长1000mm～1100mm，宽1000mm～1100mm；坩埚8高470mm～600mm，因此使得坩埚8的容积量可达800KG。(同上)
在现有的多晶硅铸锭炉的基础上，为了保证坩埚8具有上述800KG的容积量，本实施例中将热交换平台9顶部与炉体2的底部之间的距离设置为700mm-900mm。将坩埚侧板81的高度设置为550mm-650mm。
同时，在改进设计中，将下炉体2顶部的端面与热交换平台9的顶部之间的距离设置为20mm～60mm。
在加大坩埚8容积量的基础上，本实施例通过上述加热器的结构，保证了多晶硅铸锭炉的功率可达165KW-200KW。
相比现有的容积量为450KG的多晶硅铸锭炉，本实施例在工艺时间基本保持不变的情况下，可将单炉产量由450KG提高到800KG。其具体改进方式为：
扩大热场箱3的内部空间，降低热交换平台9顶部到下炉体22顶部端面的高度，比如降低高度可以为20mm-50mm，具体可通过调整支撑柱10的高度来降低热交换平台9的高度。
同时将铜电极5的固定座51加高50mm-80mm，这样铜电极5可向上提高50mm-80mm，那么固定在铜电极5下端的石墨电极52也可上移50mm-80mm，致使放置在石墨电极52上的顶部保温板31可上移50mm-80mm。由此，可加大隔热笼左、右侧保温板33、34的尺寸，扩大热场箱3的内部空间，相应的可以加大热交换平台9和坩埚底板82，进而可以扩大坩埚8的容积量。
具体将坩埚8截面的长度增加至1000mm～1100mm，宽度增加至1000mm～1100mm；将坩埚8的高度增加至480mm～600mm。随着坩埚8高度的增高，坩埚侧板81的高度也可以增加20mm-60mm，因此使得坩埚8的容量大大增加，坩埚8内可以承装更多的硅料6。由于坩埚8长、宽、高均增加以及坩埚侧板81的高度增加，需要对加热器3进行重新优化设计，可以将加热器3的高度调整至180mm～250mm。改进之后的多晶硅铸锭炉工艺过程时间与容积量为450KG的多晶硅铸锭炉相差不多，且功耗相差不多，使得多晶硅铸锭炉在最少的改造费用下，获得了最大的产能。
通过上述分析，本实用新型改进设计简单合理，通过增大热场箱3的空间，有效增加坩埚8长度、宽度及高度，使坩埚8的容积量增大，同时优化加热器3的结构，在工艺时间基本保持不变的情况下，单位产能由450KG增大到800KG，有效的提高了产量。
在实际应用中，经过测试，本实施例多晶硅铸锭炉生产的硅锭良品率可达71％及以上，工艺过程时间和能耗与容积量为450KG的多晶硅铸锭炉相差不多，由此大大提高了单位产能，极大的提高了效率，并节省了成本。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种大容量多晶硅铸锭炉热场结构，包括炉体、设置在所述炉体内的热场箱、位于所述热场箱内的坩埚，以及设置在所述热场箱内及所述坩埚外的加热器，其特征在于，所述加热器包括顶部加热器以及与所述顶部加热器并联的侧加热器，所述顶部加热器为若干弯曲型块组成，其材料为CFC或石墨，并通过电极固定于所述炉体的顶部；所述侧加热器为CFC或石墨材质的板状块围成的框形。
2.根据权利要求1所述的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，所述侧加热器包括四块所述板状块，所述四块板状块之间通过侧连接板连接。
3.根据权利要求2所述的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，所述侧加热器通过电极连接块与电极连接，所述侧加热器与所述顶部加热器并联。
4.根据权利要求2所述的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，所述电极连接块为三个，分别与所述侧加热器的四块板状块中的三块板状块连接。
5.根据权利要求4所述的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，所述侧加热器连接所述电极连接块的板状块上设有安装孔，所述安装孔为可调节所述侧加热器高度的腰型孔，所述侧加热器通过所述安装孔与所述电极连接块连接。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，所述坩埚长1000mm～1100mm，宽1000mm～1100mm，高470mm～600mm.
7.根据权利要求6所述的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，还包括：设置在所述坩埚下方的热交换平台，以及若干支撑柱，所述支撑柱连接在所述热交换平台与所述炉体的底部之间，用于支撑所述热交换平台及坩埚；所述热交换平台顶部与所述炉体的底部之间的距离为700mm-900mm
8.根据权利要求7所述的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，所述炉体包括上炉体及与所述上炉体扣合的具有所述炉体底部的下炉体，所述下炉体顶部具有端面，所述下炉体顶部的端面与所述热交换平台的顶部之间的距离为20mm～60mm。
9.根据权利要求8所述的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，还包括坩埚侧板及坩埚底板，所述坩埚侧板设置在坩埚的侧壁外；所述坩埚底板设置在坩埚底部与热交换平台之间。
10.根据权利要求9所述的大容量多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，所述多晶硅铸锭炉的功率为165KW-200KW。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011205506810U CN202390560U (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 大容量多晶硅铸锭炉热场结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011205506810U CN202390560U (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 大容量多晶硅铸锭炉热场结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202390560U true CN202390560U (zh) | 2012-08-22 |
Family
ID=46665497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011205506810U Expired - Lifetime CN202390560U (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 大容量多晶硅铸锭炉热场结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202390560U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102912416A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-02-06 | 宁夏日晶新能源装备股份有限公司 | 新型多晶炉加热装置 |
| CN102912432A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-02-06 | 蠡县英利新能源有限公司 | 一种800kg以上大硅锭铸锭炉及铸锭工艺 |
| CN103668427A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 英利集团有限公司 | 铸造大尺寸硅锭的方法 |
| CN103757695A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-30 | 厦门大学 | 一种多晶硅定向凝固设备的侧壁热量补偿装置 |
| CN106757338A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-31 | 江苏协鑫硅材料科技发展有限公司 | 多晶硅铸锭炉的石墨加热器及多晶硅铸锭炉 |
-
2011
- 2011-12-26 CN CN2011205506810U patent/CN202390560U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102912432A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-02-06 | 蠡县英利新能源有限公司 | 一种800kg以上大硅锭铸锭炉及铸锭工艺 |
| CN102912416A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-02-06 | 宁夏日晶新能源装备股份有限公司 | 新型多晶炉加热装置 |
| CN103668427A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 英利集团有限公司 | 铸造大尺寸硅锭的方法 |
| CN103668427B (zh) * | 2013-12-13 | 2016-02-03 | 英利集团有限公司 | 铸造大尺寸硅锭的方法 |
| CN103757695A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-30 | 厦门大学 | 一种多晶硅定向凝固设备的侧壁热量补偿装置 |
| CN103757695B (zh) * | 2013-12-25 | 2015-12-09 | 厦门大学 | 一种多晶硅定向凝固设备的侧壁热量补偿装置 |
| CN106757338A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-31 | 江苏协鑫硅材料科技发展有限公司 | 多晶硅铸锭炉的石墨加热器及多晶硅铸锭炉 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102162125B (zh) | 多晶硅铸锭炉热场结构 | |
| CN202390560U (zh) | 大容量多晶硅铸锭炉热场结构 | |
| CN204779921U (zh) | 一种新型多晶硅侧分层加热装置 | |
| CN100464149C (zh) | 多晶硅铸锭炉的热场结构 | |
| CN202881446U (zh) | 大容量多晶硅铸锭炉热场结构 | |
| CN103741214A (zh) | 一种多晶硅铸锭工艺 | |
| CN204022995U (zh) | 一种新型铸锭炉热场结构 | |
| CN204779922U (zh) | 一种具有侧加热器升降装置的铸锭炉 | |
| CN204825129U (zh) | 一种高效多晶硅铸锭炉的热场结构 | |
| CN102140673A (zh) | 顶侧分开控制的多晶硅铸锭炉加热装置 | |
| CN102108544A (zh) | 一种控制长晶界面的多晶炉热场结构 | |
| CN103741213B (zh) | 一种多晶硅铸锭用熔料工艺 | |
| CN104328492A (zh) | 一种多晶硅铸锭炉底部小保温板活动装置及多晶硅铸锭炉 | |
| CN104195634A (zh) | 大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构 | |
| CN102925971B (zh) | 高效多晶铸锭热场 | |
| CN202054920U (zh) | 用于定向凝固法生长单晶硅的装置 | |
| CN202164380U (zh) | 高产出多晶硅铸锭炉热场结构 | |
| CN203393257U (zh) | 一种多导热底板高效多晶硅锭铸锭炉 | |
| CN106087044A (zh) | 一种基于辅助加热的多晶硅铸锭用熔料方法 | |
| CN202717880U (zh) | 一种新型多晶硅铸锭炉热场结构 | |
| CN203382848U (zh) | 一种带绝热护板的高效多晶硅锭铸锭炉 | |
| CN102877125A (zh) | 一种多晶铸锭炉及用其生长类单晶硅锭的方法 | |
| CN202107795U (zh) | 多晶硅铸锭炉 | |
| CN106283182B (zh) | 一种多晶硅铸锭工艺 | |
| CN202022993U (zh) | 顶侧分开控制的多晶硅铸锭炉加热装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: SHENZHEN GOLD STONE TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: GOLD STONE PRECISION TECHNOLOGY(SHENZHEN)CO., LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 518000, Shenzhen, Guangdong, Baoan District Fuyong Street on the south side of the first floor of Great Ocean Road 4, two floor East Patentee after: Shenzhen Gold Stone Technology Co., Ltd. Address before: 518000, Shenzhen, Guangdong, Baoan District Fuyong Street on the south side of the first floor of Great Ocean Road 4, two floor East Patentee before: Gold stone precision technology (Shenzhen) Co., Ltd. |
|
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: SHENZHEN GOLD STONE TECHNOLOGY STOCK CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: SHENZHEN GOLD STONE TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Nan Zhihua Inventor after: Zhu Baixi Inventor after: Li Wenhong Inventor before: Nan Zhihua |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: NAN ZHIHUA TO: NAN ZHIHUA ZHU BAIXI LI WENHONG |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Baoan District Songgang street, Shenzhen city 518105 Guangdong province with rich industrial zone safety run road No. 2 Patentee after: Shenzhen Gold Stone Technology Co., Ltd Address before: 518000, Shenzhen, Guangdong, Baoan District Fuyong Street on the south side of the first floor of Great Ocean Road 4, two floor East Patentee before: Shenzhen Gold Stone Technology Co., Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120822 |