CN203653754U - 一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构，包括内部填装有硅料的石英坩埚，所述石英坩埚底部平铺有一层碎硅片铺装层一，所述碎硅片铺装层一上平铺有一层与硅料同步熔化的碎硅片铺装层二，所述碎硅片铺装层二平铺在碎硅片铺装层一与硅料之间；所述碎硅片铺装层一为位于碎硅片铺装层二与石英坩埚底部之间的垫层，所述碎硅片铺装层一和碎硅片铺装层二的厚度均不小于5mm，且碎硅片铺装层一和碎硅片铺装层二的总厚度不小于20mm。本实用新型结构简单、设计合理且装料过程简便、所加工多晶硅铸锭性能优良，能有效降低所生产多晶硅铸锭的位错密度，并能实现批量化生产。

Description

一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构

技术领域

本实用新型属于多晶硅铸锭技术领域，尤其是涉及一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构。

背景技术

光伏硅片是生产太阳能电池和组件的基本材料，用于生产光伏硅片的多晶硅纯度必须在6N级以上（即非硅杂质总含量在1ppm以下），否则光伏电池的性能将受到很大的负面影响。近几年，多晶硅片生产技术有了显著进步，多晶铸锭技术已从G4（每个硅锭重约270公斤，可切4×4=16个硅方)进步到G5(5×5=25个硅方），然后又进步到G6(6×6=36个硅方)。并且，所生产多晶硅铸锭的单位体积逐步增大，成品率增加，且单位体积多晶硅铸锭的制造成本逐步降低。

光伏发电是当前最重要的清洁能源之一，具有极大的发展潜力。制约光伏行业发展的关键因素，一方面是光电转化效率低，另一方面是成本偏高。目前，应用最广泛的太阳能电池材料为晶体硅材料，包括单晶硅材料和多晶硅材料。其中，单晶硅材料具有低缺陷高转换效率的特点，通过碱制绒可形成金字塔型的结构，提高对光的吸收，从而提高转化效率。但同时，单晶硅拉制产量低、成品率低，导致生产成本高。多晶硅材料主要通过定向凝固的方法制成，其生产成本较低，因而占领了绝大部分市场份额。但多晶硅材料存在大量晶界和位错，导致转换效率比单晶硅低1%～2%，同时多晶硅材料由于各向异性导致机械强度也较低，生产过程中碎片率高。因而，现如今缺少一种结构简单、设计合理且装料过程简便、所加工多晶硅铸锭性能优良的高效多晶硅铸锭生产用装料结构，能有效降低所生产多晶硅铸锭的位错密度，并且能实现批量化生产。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构，其结构简单、设计合理且装料过程简便、所加工多晶硅铸锭性能优良，能有效降低所生产多晶硅铸锭的位错密度，并能实现批量化生产。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构，包括内部填装有硅料的石英坩埚，其特征在于：所述石英坩埚底部平铺有一层碎硅片铺装层一，所述碎硅片铺装层一上平铺有一层与硅料同步熔化的碎硅片铺装层二，所述碎硅片铺装层二平铺在碎硅片铺装层一与硅料之间；所述碎硅片铺装层一为位于碎硅片铺装层二与石英坩埚底部之间的垫层，所述碎硅片铺装层一和碎硅片铺装层二的厚度均不小于5mm，且碎硅片铺装层一和碎硅片铺装层二的总厚度不小于20mm。

上述一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构，其特征是：所述碎硅片铺装层一和碎硅片铺装层二的总厚度为20mm～40mm，所述碎硅片铺装层一的厚度为5mm～20mm。

上述一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构，其特征是：所述石英坩埚平放于水平底板上，所述水平底板上设置有对石英坩埚进行限位的外护板，所述外护板的顶部高度高于石英坩埚的顶部高度，所述石英坩埚布放于外护板内。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且装料过程简便。

2、使用效果好且实用价值高，实际进行多晶硅铸锭时，以石英坩埚铺装的碎硅片铺装层一和碎硅片铺装层二作为籽晶，并且对硅料进行熔化时，仅熔化碎硅片铺装层二，而保留碎硅片铺装层一不熔化；长晶过程中，控制未熔化的碎硅片铺装层一与已熔融硅液的接触时间，使得长晶沿着碎硅片晶向定向凝固。本实用新型所加工的多晶硅铸锭性能优良，并且所生产的多晶硅铸锭为同质多晶，能有效降低所生产多晶硅铸锭的位错密度，从而能有效提高太阳能电池片的转换效率，并且能实现批量化生产，因而通过本实用新型能将多晶硅的低生产成本和单晶硅的较高的转换效率与较好的机械强度的优点结合起来。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且装料过程简便、所加工多晶硅铸锭性能优良，能有效降低所生产多晶硅铸锭的位错密度，并能实现批量化生产。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明:

1—石英坩埚；           2—碎硅片铺装层一；    3—硅料；

4—碎硅片铺装层二；     5—水平底板；          6—外护板。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括内部填装有硅料3的石英坩埚1，所述石英坩埚1底部平铺有一层碎硅片铺装层一2，所述碎硅片铺装层一2上平铺有一层与硅料3同步熔化的碎硅片铺装层二4，所述碎硅片铺装层二4平铺在碎硅片铺装层一2与硅料3之间。所述碎硅片铺装层一2为位于碎硅片铺装层二4与石英坩埚1底部之间的垫层，所述碎硅片铺装层一2和碎硅片铺装层二4的厚度均不小于5mm，且碎硅片铺装层一2和碎硅片铺装层二4的总厚度不小于20mm。

本实施例中，所述硅料3为内掺有掺杂剂的颗粒状多晶硅。

本实施例中，所述碎硅片铺装层一2和碎硅片铺装层二4的总厚度为20mm～40mm，所述碎硅片铺装层一2的厚度为5mm～20mm。

实际使用过程中，可以根据具体需要，对碎硅片铺装层一2和碎硅片铺装层二4的总厚度以及碎硅片铺装层一2的厚度进行相应调整。

本实施例中，所述石英坩埚1平放于水平底板5上，所述水平底板5上设置有对石英坩埚1进行限位的外护板6，所述外护板6的顶部高度高于石英坩埚1的顶部高度，所述石英坩埚1布放于外护板6内。

实际进行多晶硅铸锭时，以石英坩埚1所铺装的碎硅片铺装层一2和碎硅片铺装层二4作为籽晶，并且对硅料3进行熔化时，仅熔化碎硅片铺装层二4，而保留碎硅片铺装层一2不熔化。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构，包括内部填装有硅料（3）的石英坩埚（1），其特征在于：所述石英坩埚（1）底部平铺有一层碎硅片铺装层一（2），所述碎硅片铺装层一（2）上平铺有一层与硅料（3）同步熔化的碎硅片铺装层二（4），所述碎硅片铺装层二（4）平铺在碎硅片铺装层一（2）与硅料（3）之间；所述碎硅片铺装层一（2）为位于碎硅片铺装层二（4）与石英坩埚（1）底部之间的垫层，所述碎硅片铺装层一（2）和碎硅片铺装层二（4）的厚度均不小于5mm，且碎硅片铺装层一（2）和碎硅片铺装层二（4）的总厚度不小于20mm。

2.按照权利要求1所述的一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构，其特征在于：所述碎硅片铺装层一（2）和碎硅片铺装层二（4）的总厚度为20mm～40mm，所述碎硅片铺装层一（2）的厚度为5mm～20mm。

3.按照权利要求1或2所述的一种高效多晶硅铸锭生产用装料结构，其特征在于：所述石英坩埚（1）平放于水平底板（5）上，所述水平底板（5）上设置有对石英坩埚（1）进行限位的外护板（6），所述外护板（6）的顶部高度高于石英坩埚（1）的顶部高度，所述石英坩埚（1）布放于外护板（6）内。

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