CN203065633U - 一种铸造高效多晶的热场 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铸造高效多晶的热场,包括：石墨热交换台，所述石墨热交换台下设有隔热板；所述隔热板由多块可独立运动的小块隔热板构成。本实用新型中采用多块可独立运动的小块隔热板，使隔热板根据不同的区域温度调整隔热板与石墨热交换台之间的距离，通过调整距离，改变了硅锭长晶过程中的热量分布，均衡了铸锭炉长晶过程中热场温度的均匀度，提高多晶硅锭的品质。

Description

一种铸造高效多晶的热场

技术领域

本实用新型属于太阳能光伏技术领域，涉及多晶铸锭炉铸造高效多晶中使用的铸造高效多晶的热场。

背景技术

晶硅电池发电主要包括以下产业链：原生多晶硅→硅片→电池片→组件→系统电站，在相同条件下人们追求的是能够得到更多的电能，根据这一目标，在产业链生产过程中，每段均需要得到更好的原材料，本实用新型涉及高效多晶硅锭的生产。

晶体硅主要包括单晶硅及多晶硅，由于多晶硅锭的制造成本远低于单晶硅棒，因此铸造多晶硅越来越广泛的应用于太阳能电池的制备。

目前铸造多晶硅片主要采用多晶铸造炉，多晶铸造炉以定向凝固（DSS）为主，DSS生长法主要包含以下步骤：加热熔化、长晶、退火、冷却。长晶过程中由于热场温度分布不均匀，导致硅锭的固液界面曲线不平，且靠近坩埚边缘部分硅锭也会优先生长，形成侧面向内的凸起部分，导致边缘硅锭质量低于中部。为解决这一问题，通过对坩埚热交换台下部的隔热底板的设计，能够均衡铸锭炉长晶过程中热场温度的均匀度，提高多晶硅锭的品质。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种能改变长晶过程中热场温度均匀度的铸造高效多晶的热场。

技术方案：为了实现以上目的，本实用新型所述的一种铸造高效多晶的热场,包括：石墨热交换台，所述石墨热交换台下设有隔热板；所述隔热板由多块可独立运动的小块隔热板构成。本实用新型中采用多块可独立运动的小块隔热板，使隔热板根据不同的区域温度调整隔热板与石墨热交换台之间的距离，通过调整距离，改变了硅锭长晶过程中的热量分布，均衡了铸锭炉长晶过程中热场温度的均匀度，提高多晶硅锭的品质。

 本实用新型中所述隔热板下方设有活动层。所述活动层上布满可以通入冷却介质的孔洞。隔热板下部具有孔洞的活动层，通过向孔洞内通入冷却介质，带走所产生多余的热量，可有效的改变硅锭长晶过程中的热量分布，得到所需要的理想固液界面形状，达到制成高效多晶硅锭的目的。

    本实用新型中所述隔热板优选由三块小块隔热板由内而外构成；这三块小块隔热板分别为：隔热板A、隔热板B和隔热板C；隔热板A位于最里层；隔热板B位于隔热板A外层；所述隔热板C位于隔热板B外层。

    本实用新型中所述小块隔热板为优选为：正方形、或圆形或椭圆形。

    本实用新型中所述石墨热交换台周围缠绕着隔热保温毡；该隔热保温毡的使用能够减少长晶过程中的横向温度的热量散失，使得热场能够垂直向下散热；能够有效地抑制横向的晶粒生长，得到优良的柱状晶体。

有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

    1、本实用新型中通过设置可活动的隔热板以及隔热板下方的活动层，调节了长晶过程中的温度分布，使硅锭的固液界面平直，晶粒能够垂直的向上生长，提高多晶硅锭的品质；

2、本实用新型中通过在石墨热交换台周围缠绕隔热保温毡，能够减少硅锭的横向热量散失，到纵向更为均匀的柱状晶体。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中的示意图。

图3为本实用新型实施例中的示意图。

图4为一种新型隔热板俯视图。

图5为一种新型隔热板俯视图。

图6为一现有与新型热场温度曲线对比。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种铸造高效多晶的热场,包括：隔热笼1、加热器2、石墨热交换台3、隔热保温毡4、隔热板5、活动层6；所述石墨热交换台下设有隔热板5；所述隔热板5由三块小块隔热板由内而外构成；三块小块隔热板分别为：隔热板A、隔热板B和隔热板C；隔热板A位于最里层；隔热板B位于隔热板A外层；所述隔热板C位于隔热板B外层；所述小块隔热板为正方形（如图4所示）或者圆形（如图5所示）。

上述各部件的位置关系如下：

隔热笼1由外层钢架及内层石墨保温板组成，形成隔热保温层；保温层内部具有加热器2，保温层下部有石墨热交换台3，石墨热交换台四周有隔热保温毡4围绕，石墨热交换台下部有可以紧贴底部的隔热板5，所述隔热板5下方设有活动层6，所述活动层6上布满可以通入冷却介质的孔洞7。在不同阶段，通过调整隔热板5三层的运动位置及改变活动层6中孔洞7内的冷却介质流量，能够任意的调整硅锭底部的温度分布。

本实施例的三种工作状态如下：

工作状态一、

在硅锭长晶阶段中，隔热板中隔热板A、隔热板B、隔热板C均为正方形结构，如附图4所示，隔热板A、隔热板B、隔热板C的宽度分别23cm、68cm、114cm，厚度均为4cm。在长晶过程中，隔热板A距石墨热交换台为0cm，隔热板B距石墨热交换台距离为5cm，隔热板C距石墨热交换台距离为0cm；石墨层内的孔洞分别通入冷却气，隔热板A底部的流量设置为10L/min，隔热板B底部流量为20L/min，隔热板C底部流量为15L/min。在这种条件下生长得到高效多晶硅锭。

工作状态二

在硅锭长晶阶段中，隔热板中隔热板A为圆形结构；隔热板B与隔热板A接触面为圆，与隔热板C接触为正方形，如附图5所示， 隔热板A、隔热板B、隔热板C的宽度分别30cm、70cm、114cm，厚度均为5cm。在长晶过程中，其中隔热板A距石墨热交换台为8cm，隔热板B距石墨热交换台距离为2cm，隔热板C距石墨热交换台距离为6cm；石墨层内的孔洞分别通入冷却气，隔热板A底部的流量设置为15L/min，隔热板B底部流量为10L/min，隔热板C底部流量为20L/min。在这种条件下生长得到高效多晶硅锭。

工作状态三、

在硅锭长晶阶段中，隔热板中隔热板A、隔热板B、隔热板C均为正方形结构， 隔热板A、隔热板B、隔热板C的宽度分别为20cm、75cm、114cm，厚度均为4cm。在长晶过程中，隔热板A距石墨热交换台为10cm，隔热板B距石墨热交换台距离为12cm，隔热板C距石墨热交换台距离为8cm；石墨层内的孔洞分别通入冷却液，隔热板A底部的冷却液流量设置为2L/min，隔热板B底部的冷却液流量为5L/min，隔热板C底部的冷却液流量为3L/min。在这种条件下生长得到高效多晶硅锭。 

在上述实例中，通过调整隔热板A、隔热板B、隔热板C的位置及活动层内的冷却介质流量，得到不同的熔化阶段不同的固液界面。图6为本实施例中长晶高度相同位置温度曲线新旧热场对比图。 

Claims (6)

1.一种铸造高效多晶的热场,包括：石墨热交换台，其特征在于：所述热交换台下设有隔热板（5）；所述隔热板（5）由多块可独立运动的小块隔热板构成。

2.根据权利要求1所述的铸造高效多晶的热场,其特征在于：所述隔热板（5）下方设有活动层（6）。

3.根据权利要求2所述的铸造高效多晶的热场,其特征在于：所述活动层（6）上布满可以通入冷却介质的孔洞（7）。

4.根据权利要求1所述的铸造高效多晶的热场,其特征在于：所述隔热板（5）由三块小块隔热板：隔热板A、隔热板B和隔热板C由内而外构成；隔热板A位于最里层；隔热板B位于隔热板A外层；所述隔热板C位于隔热板B外层。

5.根据权利要求1所述的铸造高效多晶的热场,其特征在于：所述小块隔热板为正方形，或圆形，或椭圆形。

6.根据权利要求1所述的铸造高效多晶的热场,其特征在于：所述石墨热交换台周围缠绕着隔热保温毡（4）。

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