CN202595327U - 具有气流引导装置的铸锭炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了具有气流引导装置的铸锭炉，包括炉体、隔热笼、石墨加热器及石英坩埚，石英坩埚上端开口，石英坩埚的外侧壁连接有多块石墨护板，多块石墨护板拼接构成第一套管，石墨加热器与石英坩埚之间设置有封闭第一套管上端开口的盖板，炉体连接有石墨套管，石墨套管的下端开口位于盖板与石英坩埚之间。隔热笼内设有气流引导装置，气流引导装置包括顶层薄板和多块侧薄板，多块侧薄板拼接构成第二套管，顶层薄板位于盖板与石墨加热器之间，第一套管与第二套管之间构成气流通道。本实用新型进行多晶硅铸锭时，能降低一氧化碳、一氧化硅等杂质气体与熔体硅和石墨加热器接触机率，从而可降低铸锭的碳氧含量，并可延长石墨加热器的寿命。

Description

具有气流引导装置的铸锭炉

技术领域

本实用新型涉及光伏领域，具体是具有气流引导装置的铸锭炉。

背景技术

目前多晶硅锭的铸锭炉中为了防止石英坩埚在高温下软化，因此采用一块石墨材料制成的底板托住石英坩埚底部，并用几块石墨材料制成的护板来护住石英坩埚的四周；同时为了防止位于石英坩埚上方的石墨加热器中的碳杂质或其他杂质掉入石英坩埚内，造成制备得到的多晶硅锭的碳杂质含量以及其他杂质含量偏高，以及防止液面蒸发气体对加热器的侵蚀，铸锭炉中采用盖板将几块护板拼接成的口部盖住，同时在石英坩埚的熔体硅上方引入惰性气体起保护作用。由于石英坩埚装料时，硅原料的堆积高度会高于石英坩埚的平口表面，为了不影响装料工艺，护板的高度比石英坩埚的高度高。

现有铸锭炉在应用时，在高温环境下，石墨材料制成的护板会与石英坩埚在高温下反应产生一氧化硅和一氧化碳气体，同时硅熔体表面也会挥发出大量的一氧化硅气体。在氩气的作用下，一氧化硅和一氧化碳气体随着氩气的流动而充满整个隔热笼内部，使得含有碳氧等杂质的气体无法排出；同时一氧化硅和一氧化碳气体也会扩散至石英坩埚内部，致使杂质气体不断混入熔体硅内，造成生成的硅锭的碳氧杂质含量增加。气体在整个流动过程中会与石墨加热器接触，从而对石墨加热器产生侵蚀，这不但增加了有害气体的数量，而且还严重影响石墨加热器的寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了在铸锭整个生长阶段能降低一氧化硅和一氧化碳气体与石墨加热器接触的机率，并能引导石英坩埚中熔体硅上方的一氧化硅和一氧化碳气体进行排放，从而降低一氧化硅和一氧化碳气体与熔体硅接触机率的具有气流引导装置的铸锭炉。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：具有气流引导装置的铸锭炉，包括炉体、设置在炉体内的隔热笼、以及设置在隔热笼内的石墨加热器和石英坩埚，所述石英坩埚上端开口，石墨加热器设置在石英坩埚上方，石英坩埚的外侧壁连接有多块石墨护板，多块石墨护板拼接构成第一套管，多块石墨护板顶端水平位置均高于石英坩埚侧壁顶端的水平位置，石墨加热器与石英坩埚之间设置有封闭第一套管上端开口的盖板，炉体连接有穿过炉体、隔热笼及盖板的石墨套管，所述石墨套管的下端开口位于盖板与石英坩埚之间，所述隔热笼内设有气流引导装置，所述气流引导装置包括顶层薄板和多块侧薄板，所述多块侧薄板拼接构成第二套管，所述顶层薄板与第二套管连接且密封第二套管的上端开口，所述顶层薄板位于盖板与石墨加热器之间，石墨套管穿过顶层薄板，所述第一套管设置有第二套管内，且第一套管与第二套管之间构成气流通道。本实用新型的盖板封闭第一套管的开口，但在本实用新型工作时，石英坩埚上方不断加入氩气，在石英坩埚内气压增加，盖板与第一套管之间产生间隙，从而便于石英坩埚中熔体硅上方气体的排放。

所述顶层薄板设置在盖板上端面，且顶层薄板与盖板之间设置有垫板。本实用新型通过盖板对顶层薄板进行支承，进而完成对气流引导装置的支承。

所述石英坩埚构成长方体形状，所述第一套管和第二套管均为矩形套管，且第二套管由四块侧薄板拼接构成。

所述顶层薄板和侧薄板的厚度为0.4～0.6mm。

因高纯钼具有熔点高和传热效果好等优点，其不易软化变形和挥发，作为优选，所述顶层薄板和侧薄板均为钼板。顶层薄板和侧薄板采用钼板，不会影响炉体内的热量传递，且不会对铸锭产生污染。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的隔热笼内设有气流引导装置，其中，气流引导装置包括顶层薄板和多块侧薄板，多块侧薄板拼接构成第二套管，顶层薄板与第二套管连接且密封第二套管的上端开口，顶层薄板位于盖板与石墨加热器之间，石墨套管穿过顶层薄板，第一套管设置有第二套管内，第一套管与第二套管之间构成气流通道，本实用新型在工作时，向石英坩埚内不断的加入氩气，氩气带动一氧化碳和一氧化硅气体经过气流通道流出，因气流通道对气体具有引导作用，气体不会随意的扩散，从而便于将熔体硅上方的一氧化碳和一氧化硅气体排出，在持续输入氩气的作用下，气体的流向一定，石墨护板产生的一氧化碳和一氧化硅气体也不会进入石英坩埚内，这就降低了熔体硅与一氧化碳、一氧化硅等有害气体的接触量，本实用新型通过减少与熔体硅接触的杂质气体量，进而可降低硅锭中的碳氧含量；因本实用新型第二套管的上端开口由顶层薄板密封，气体在流通时不会从第二套管上端流出，这就减少了与石墨加热器接触的气体量，从而避免了对石墨加热器的侵蚀，延长石墨加热器的寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、炉体，2、隔热笼，3、石墨加热器，4、石墨套管，5、盖板，6、石墨护板，7、石英坩埚，8、熔体硅，9、隔热底板，10、支柱，11、气流引导装置，12、垫板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，具有气流引导装置的铸锭炉，包括炉体1、隔热笼2、石墨加热器3及石英坩埚7，其中，隔热笼2设置在炉体1内，石墨加热器3和石英坩埚7均设置在隔热笼2内，石英坩埚7构成长方体形状，石英坩埚7的下端连接有隔热底板9，且石英坩埚7由与炉体1连接且穿过隔热笼2的支柱10进行支承，支柱10的上端连接在隔热底板9的下端面。石英坩埚7用于放置硅原料，硅原料在铸锭过程中生成熔体硅。石英坩埚7上端开口，石墨加热器3设置在石英坩埚7上方，石英坩埚7的外侧壁连接有多块石墨护板6，多块石墨护板6拼接构成第一套管，第一套管优选采用四块石墨护板6拼接构成矩形套管。多块石墨护板6顶端水平位置均高于石英坩埚7侧壁顶端的水平位置，石墨加热器3与石英坩埚7之间设置有封闭第一套管上端开口的盖板5。炉体1连接有穿过炉体1、隔热笼2及盖板5的石墨套管4，石墨套管4的上端开口设置在炉体外且与氩气输入设备连接，石墨套管4的下端开口位于盖板5与石英坩埚7之间。

隔热笼2内设有气流引导装置11，其中，气流引导装置11包括顶层薄板和多块侧薄板，作为优选，顶层薄板和侧薄板均为钼板，顶层薄板和侧薄板的厚度为0.4～0.6mm。为了便于对气流引导装置11进行支承，顶层薄板设置在盖板5上端面，且顶层薄板与盖板5之间设置有垫板12。多块侧薄板拼接构成第二套管，作为优选，第二套管构成矩形套管，且第二套管由四块侧薄板拼接构成。顶层薄板与第二套管连接且密封第二套管的上端开口，顶层薄板位于盖板5与石墨加热器3之间，石墨套管4穿过顶层薄板，第一套管设置有第二套管内，且第一套管与第二套管之间构成气流通道。

如上所述，则能很好的实现本实用新型。

Claims (5)

1.具有气流引导装置的铸锭炉，包括炉体（1）、设置在炉体（1）内的隔热笼（2）、以及设置在隔热笼（2）内的石墨加热器（3）和石英坩埚（7），所述石英坩埚（7）上端开口，石墨加热器（3）设置在石英坩埚（7）上方，石英坩埚（7）的外侧壁连接有多块石墨护板（6），多块石墨护板（6）拼接构成第一套管，多块石墨护板（6）顶端水平位置均高于石英坩埚（7）侧壁顶端的水平位置，石墨加热器（3）与石英坩埚（7）之间设置有封闭第一套管上端开口的盖板（5），炉体（1）连接有穿过炉体（1）、隔热笼（2）及盖板（5）的石墨套管（4），所述石墨套管（4）的下端开口位于盖板（5）与石英坩埚（7）之间，其特征在于：所述隔热笼（2）内设有气流引导装置（11），所述气流引导装置（11）包括顶层薄板和多块侧薄板，所述多块侧薄板拼接构成第二套管，所述顶层薄板与第二套管连接且密封第二套管的上端开口，所述顶层薄板位于盖板（5）与石墨加热器（3）之间，石墨套管（4）穿过顶层薄板，所述第一套管设置有第二套管内，且第一套管与第二套管之间构成气流通道。

2.根据权利要求1所述的具有气流引导装置的铸锭炉，其特征在于：所述顶层薄板设置在盖板（5）上端面，且顶层薄板与盖板（5）之间设置有垫板（12）。

3.根据权利要求1所述的具有气流引导装置的铸锭炉，其特征在于：所述石英坩埚（7）构成长方体形状，所述第一套管和第二套管均为矩形套管，且第二套管由四块侧薄板拼接构成。

4.根据权利要求1所述的具有气流引导装置的铸锭炉，其特征在于：所述顶层薄板和侧薄板的厚度为0.4～0.6mm。

5.根据权利要求1～4所述的任一种具有气流引导装置的铸锭炉，其特征在于：所述顶层薄板和侧薄板均为钼板。

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