CN203976975U - 一种多晶硅铸锭炉用热交换台及多晶硅铸锭炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多晶硅铸锭炉用热交换台及多晶硅铸锭炉。所述多晶硅铸锭炉用热交换台包括热交换台本体，该热交换台本体上设有石墨底板，石墨底板上设有坩埚；所述坩埚侧壁装有石墨护板；所述热交换台本体的上部与下部设有保温层，所述热交换台本体的侧壁设有绝热层。所述多晶硅铸锭炉具有上述热交换台。本实用新型通过在热交换台的侧壁设置绝热层，可以有效地避免微晶现象的产生，提高产品质量。

Description

一种多晶硅铸锭炉用热交换台及多晶硅铸锭炉

技术领域

本实用新型属于多晶硅制造设备领域，具体涉及一种多晶硅铸锭炉用热交换台及多晶硅铸锭炉。

背景技术

在太阳能光伏领域中，晶体硅由于其原料来源及制备成本优势，占整个太阳能光伏领域的90%以上。与其相关的生产设备和生产工艺也在不断的发展，其中，用于生产多晶硅锭的多晶硅铸锭炉尤其受到人们的关注。

在目前的晶体硅铸锭技术中，主要有普通多晶硅铸锭、准单晶硅铸锭及目前较流行的高效多晶硅铸锭技术。准单晶硅铸锭与高效多晶铸锭在装料时必须在坩埚底部铺设有籽晶，且需保证该籽晶在后期熔化过程中不被完全熔化，以作为后期晶体生长的形核中心。现有铸锭炉直接用于有籽晶铸锭技术时，底部籽晶不好保护，经常出现籽晶全部熔化或者边角籽晶熔化而中间籽晶却剩余很高的情况，影响硅锭的质量。另外，随着铸锭炉的技术革新，投料量不断加大，硅锭尺寸增加，硅锭中往往存在一些微晶区域和硬质点区域，总体能耗也增加。故探索更好的保护坩埚底部籽晶，减少硅锭中的微晶和硬质点，降低能耗的铸锭设备，有助于推动太阳能行业的进一步发展。

中国专利号为CN103614770A，专利申请名称为公开了一种新型铸锭炉及使用该铸锭炉的生产工艺，其提供了一种在石墨交换台四周设有硬毡护板，拆除石墨交换台下部悬挂的硬毡护板的新型铸锭炉结构。这种方法在长晶过程中，热交换台底部散热较快，容易导致微晶的出现。

中国专利号为CN201217712Y，专利申请名称为公开了一种多晶硅定向长晶热场结构，其提供了一种在保温隔热笼体的侧面和热交换台之间固定保温隔热板的热场结构，这种方法在不利于侧边散热，容易导致微晶的出现。

实用新型内容

为了避免现有的多晶硅铸锭炉容易出现微晶的不足，本实用新型旨在提供一种多晶硅铸锭炉用热交换台及多晶硅铸锭炉，该铸锭炉通过在热交换台的侧壁设置绝热层，可以有效地避免微晶现象的产生，提高产品质量。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种多晶硅铸锭炉用热交换台及多晶硅铸锭炉，其结构特点是，包括热交换台本体，该热交换台本体上设有石墨底板，石墨底板上设有坩埚；所述坩埚侧壁装有石墨护板；所述热交换台本体的上部与下部设有保温层，所述热交换台本体的侧壁设有绝热层。

所述的保温层和绝热层可以由碳毡、软毡等保温材料制成。

以下为本实用新型的进一步改进的技术方案：

进一步地，所述绝热层为由低于石墨材料的导热系数的绝热材料制成的绝热条。更进一步地，优选所述绝热层为碳纤维制成的绝热条。

所述热交换台本体与设在其上部和下部的保温层组装后的长度不超过所述石墨底板的长度。

所述热交换台本体和所述绝热条的组装后的长度不超过所述石墨底板的长度。

所述绝热条的宽度不超过所述热交换台本体与保温底板之间的距离。

优选地，所述绝热条的长度为870mm-1200mm，宽度为40mm-200mm，厚度为5mm-40mm。

所述绝热层与热交换台本体之间通过石墨螺栓固定在一起。

优选地，所述热交换台本体为石墨制成的交换台。

本实用新型还提供的多晶硅铸锭炉包括保温底板和隔热笼；所述保温底板和隔热笼围成的保温空间内设有如上所述的热交换台。

本实用新型的热交换台能有效的控制热交换台升温和降温速率。无论针对普通多晶硅铸锭，高效多晶硅铸锭和准单晶硅铸锭，可以根据实际需要，配合相应的铸锭工艺，合理控制硅料熔化速度和硅溶液的长晶速度，制备出高质量的多晶硅；同时可以减少微晶和硬质点生成，减少能耗，提高多晶硅铸锭生产得料率和降低生产成本。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)结构简单，只需要对现有结构做较少的改动，即可实现本装置。

(2)有利于保护坩埚底部铺设的籽晶，侧边绝热条的使用能降低熔化阶段的热交换台的温度，有利于准单晶硅铸锭和高效多晶铸锭中籽晶的控制。

(3)有利于长晶过程中温度场的控制，晶体的生长界面较为平整，减少铸锭过程中的微晶和硬质点的出现概率。

(4)能耗低， 热交换台周边保温条和绝热条的使用减少了铸锭过程中热量的散失，能减少铸锭过程中的能耗，降低生产成本。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。

附图说明

图1是本实用新型的铸锭炉热场结构示意图；

图2是图1中保温结构的示意图；

图3是保温层的俯视图；

图4是保温层的前视图。

在图中

1-隔热笼；2-加热器；3-石墨护板；4-坩埚；5-硅锭；6-石墨底板；7-保温条；8-绝热条；9-热交换台本体；10-保温底板。

具体实施方式

实施例1：

选用G5铸锭炉进行铸锭，石英坩埚置于石墨底板上，将厚度为18mm的单晶硅块籽晶铺设于石英坩埚底部，之后装入多晶硅原料，装好后送入铸锭炉内。侧边绝热条选用硬毡材料，长度与热交换台相同，约为880mm，宽度和厚度分别为140mm和25mm，用石墨螺栓固定在热交换台上，其结构如附图2所示。抽真空后运行铸锭工艺，完成铸锭过程。硅锭开方后检测，籽晶保持完整，且界面平整。

实施例2：

选用G6铸锭炉进行铸锭，石英坩埚置于石墨底板上，将厚度为25mm的多晶块籽晶铺设于石英坩埚底部，之后装入多晶硅原料，装好后送入铸锭炉内。侧边绝热条选用软毡材料，长度与热交换台相同，约为1040mm，宽度和厚度分别为40mm和10mm，用石墨螺栓固定在热交换台上。抽真空后运行铸锭工艺，完成铸锭过程。硅锭开方后检测，籽晶保持完整，且界面平整。

实施例3：

选用G6铸锭炉进行铸锭，石英坩埚置于石墨底板上，先在坩埚底部铺设10Kg多晶碎片料，之后装入多晶硅原料，装好后送入铸锭炉内。侧边绝热条选用软毡材料，长度与热交换台相同，约为1040mm，宽度和厚度分别为200mm和5mm，用石墨螺栓固定在热交换台上。抽真空后运行铸锭工艺，完成铸锭过程。硅锭开方后检测，硅锭中未见微晶和硬质点。

实施例4：

选用G7铸锭炉进行铸锭，石英坩埚置于石墨底板上，先在坩埚底部铺设10Kg多晶碎片料，之后装入多晶硅原料，装好后送入铸锭炉内。侧边绝热条选用硬毡材料，长度与热交换台相同，约为1210mm，宽度和厚度分别为100mm和40mm，用石墨螺栓固定在热交换台上。抽真空后运行铸锭工艺，完成铸锭过程。硅锭开方后检测，硅锭中未见微晶和硬质点。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1. 一种多晶硅铸锭炉用热交换台，其特征在于，包括热交换台本体（9），该热交换台本体（9）上设有石墨底板（6），石墨底板（6）上设有坩埚（4）；所述坩埚（4）侧壁装有石墨护板（3）；所述热交换台本体（9）的上部与下部设有保温层，所述热交换台本体（9）的侧壁设有绝热层。

2. 根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉用热交换台，其特征在于，所述绝热层为由低于石墨材料的导热系数的绝热材料制成的绝热条（8）。

3. 根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉用热交换台，其特征在于，所述热交换台本体（9）与设在其上部和下部的保温层组装后的长度不超过所述石墨底板（6）的长度。

4. 根据权利要求2所述的多晶硅铸锭炉用热交换台，其特征在于，所述热交换台本体（9）和所述绝热条（8）的组装后的长度不超过所述石墨底板（6）的长度。

5. 根据权利要求2所述的多晶硅铸锭炉用热交换台，其特征在于，所述绝热条（8）的宽度不超过所述热交换台本体（9）与保温底板（10）之间的距离。

6. 根据权利要求2所述的多晶硅铸锭炉用热交换台，其特征在于，所述绝热条（8）的长度为870mm-1200mm，宽度为40mm-200mm，厚度为5mm-40mm。

7. 根据权利要求1-6之一所述的多晶硅铸锭炉用热交换台，其特征在于，所述绝热层与热交换台本体（9）之间通过石墨螺栓固定在一起。

8. 根据权利要求1-6之一所述的多晶硅铸锭炉用热交换台，其特征在于，所述热交换台本体（9）为石墨制成的交换台。

9. 一种多晶硅铸锭炉，包括保温底板（10）和隔热笼（1）；其特征在于，所述保温底板（10）和隔热笼（1）围成的保温空间内设有如权利要求1~8之一所述的热交换台。