CN204111919U

CN204111919U - 一种多晶铸锭炉

Info

Publication number: CN204111919U
Application number: CN201420492958.2U
Authority: CN
Inventors: 黄贤强; 何建军; 沈达军; 杨红伟; 张志杰; 付龙; 肖余琴
Original assignee: ZHEJIANG YIHONG OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG YIHONG OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2024-08-28

Abstract

本实用新型提供了一种多晶铸锭炉，属于太阳电池制造技术领域。它解决了高温的硅液直接烧穿炉壁，接触循环水造成漏水事故的问题。本多晶铸锭炉包括炉盖、具有炉腔的炉体以及设在炉腔内的坩埚，坩埚下方设有与其相连的石墨冷却块，坩埚外包裹有密封的隔热笼，隔热笼内表面粘贴有石墨纸，石墨冷却块下方设有三根立柱，立柱穿出隔热笼与支撑隔热笼的升降杆相固连，炉体底部设有贯穿的套筒，套筒与炉体相焊接固连，升降杆穿过套筒并可沿着套筒上下滑动，升降杆下端与升降平台相连，升降平台由设置在其下方的抬升气缸推动，炉体的内侧面设有石棉毡。石棉毡既可以保温，也可以吸收溢流而出的硅液，防止硅液腐蚀不锈钢的炉壁。

Description

一种多晶铸锭炉

技术领域

本实用新型属于太阳电池制造技术领域，涉及一种多晶铸锭炉。

背景技术

多晶硅铸锭炉的工作原理：将多晶硅料装入有涂层的坩埚内放在定向凝固块上；关闭炉镗后抽真空，加热待硅料完全熔化后，隔热笼缓慢往上提升，通过定向凝固块将硅料结晶时释放的热量辐射到下炉腔内壁上，使硅料中形成一个竖直温度梯度。这个温度梯度使坩埚内的硅液从底部开始凝固，从熔体底部向顶部生长。硅料凝固后，硅锭经过退火、冷却后出炉完成整个铸锭过程。热场是多晶硅铸钻炉的心心脏，其内装石墨加热器、隔热层、坩埚和硅料等。多晶硅工艺生产过程必须通过加热室的调整来实现，因此，多晶硅铸锭炉加热室的结构设计显得至关重要。

现有的多晶铸锭炉主要包括炉体，炉体包括下腔室炉壁和上腔室炉壁，下腔室炉壁上设置循环水装置，下腔室炉壁的内底固定连接三个立柱安装件；炉体内设置坩埚，坩埚外设置护板和底板，护板上设置溢流孔，底板与护板的下端固定连接，底板上连接三根立柱，每根立柱的上端直径小于下端直径，在底板上方设置保温板，三根立柱分别穿置在保温板上，每根立柱的下端分别插置在相应的立柱安装件内。

现如今多晶铸锭炉热场的改动，投料量的加大，随之产生的漏硅风险也加大。坩埚一般为石英坩埚，一般铸锭炉高温(1540℃)运行过程中坩埚会出现溢流或裂纹，坩埚内的硅液会沿着坩埚边缘流下滴到不锈钢炉壁上，高温的硅液直接烧穿炉壁，接触循环水造成漏水事故，水漏产生H₂和O₂，易发生爆炸。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种隔热笼可升降、安全性高的多晶铸锭炉。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种多晶铸锭炉,包括炉盖、具有炉腔的炉体以及设在炉腔内的坩埚，其特征在于，所述坩埚下方设有与其相连的石墨冷却块，所述坩埚外包裹有密封的隔热笼，所述隔热笼内表面粘贴有石墨纸，所述石墨冷却块下方设有三根立柱，所述立柱穿出隔热笼与支撑隔热笼的升降杆相固连，所述炉体底部设有贯穿的套筒，所述套筒与炉体相焊接固连，所述升降杆穿过套筒并可沿着套筒上下滑动，所述升降杆下端与升降平台相连，所述升降平台由设置在其下方的抬升气缸推动，所述炉体的内侧面设有石棉毡。

隔热笼内表面设置有石墨纸，石墨纸的表面光滑，对红外热辐射有很好的反射作用，减小了炉内热量的散失，提高了隔热笼的保温隔热能力，进而减少硅锭生产过程中的能耗，提高了能源利用率。石棉毡既可以保温，也可以吸收溢流而出的硅液，防止硅液腐蚀不锈钢的炉壁。隔热笼可以在炉腔内上下升降，方便打开炉盖后放料或取料。

在上述的多晶铸锭炉中，所述炉体外设有支撑炉体的若干支脚，所述支脚与地面相抵靠。

在上述的多晶铸锭炉中，所述隔热笼由顶隔热板、侧隔热板和底隔热板组成。

在上述的多晶铸锭炉中，所述底隔热板上开有溢流孔。溢流孔可以很好地疏导硅液作用，防止硅液破坏底隔热板

在上述的多晶铸锭炉中，所述套筒下端设有套筒座，所述套筒座与地面相抵靠。套筒座支撑套筒，同时也起到固定套筒的作用，防止升降杆将套筒挤压倾斜。

在上述的多晶铸锭炉中，所述石棉毡为硅酸铝石棉材料。硅酸铝石棉的耐火性能好于石棉，适用于高温隔热；主要用在防火保温。

在上述的多晶铸锭炉中，所述石棉毡的厚度为2cm～3cm。

与现有技术相比，本多晶铸锭炉具有以下优点：

1.隔热笼可升降，方便放料和取料，也可以将整个隔热笼及坩埚取出，方便更换石棉毡。

2.石墨纸提高了隔热笼的保温隔热能力。

3.炉腔内设有石棉毡，提高安全性能，可吸收坩埚溢流出来的硅液，防止安全事故发生。

附图说明

图1是本实用新型多晶铸锭炉的结构示意图。

图中，1、炉盖；2、炉体；3、炉腔；4、坩埚；5、顶隔热板；6、侧隔热板；7、底隔热板；8、石墨冷却块；9、石墨纸；10、立柱；11、升降杆；12、套筒；13、升降平台；14、抬升气缸；15、石棉毡；16、支脚；17、溢流孔；18、套筒座。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本多晶铸锭炉包括炉盖1、具有炉腔3的炉体2以及设在炉腔3内的坩埚4，打开炉盖1，可以将硅料放入坩埚4内，也可以将炉体2内的坩埚4取出，清洗炉腔3。炉体2外设有支撑炉体2的若干支脚16，支脚16与地面相抵靠。

坩埚4下方设有与其相连的石墨冷却块8，坩埚4外包裹有密封的隔热笼，隔热笼内表面粘贴有石墨纸9，石墨纸9设置在隔热笼的内表面，可以通过化学粘合剂将石墨纸9直接粘贴在隔热笼内表面，或者通过物理方法，例如将石墨纸9通过轻薄的石墨螺栓固定在隔热笼内表面。坩埚4内的硅料通过坩埚4底部的石墨冷却块8向下扩散热量，达到快速散热的目的。隔热笼由顶隔热板5、侧隔热板6和底隔热板7组成，底隔热板7上开有溢流孔17。

石墨冷却块8下方设有三根立柱10，立柱10穿出隔热笼与支撑隔热笼的升降杆11相固连，炉体2底部设有贯穿的套筒12，套筒12与炉体2相焊接固连，套筒12下端设有套筒座18，套筒座18与地面相抵靠。升降杆11穿过套筒12并可沿着套筒12上下滑动，升降杆11下端与升降平台13相连，升降平台13由设置在其下方的抬升气缸14推动。

炉体2的内侧面设有石棉毡15，石棉毡15为硅酸铝石棉材料，石棉毡15的厚度为2cm～3cm。石棉毡15既可以保温，也可以吸收溢流而出的硅液，防止硅液腐蚀不锈钢的炉壁。

石英坩埚4在熔化阶段容易出现漏硅、裂纹现象，高温硅料达到1560°，如果不及时排掉，很快会熔化隔热笼甚至炉体2，所以设置溢流孔17使硅液流出并与石棉毡15相接触，石棉毡15具有防热隔热效果，可以阻隔高温硅液熔化炉体2。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种多晶铸锭炉,包括炉盖、具有炉腔的炉体以及设在炉腔内的坩埚，其特征在于，所述坩埚下方设有与其相连的石墨冷却块，所述坩埚外包裹有密封的隔热笼，所述隔热笼内表面粘贴有石墨纸，所述石墨冷却块下方设有三根立柱，所述立柱穿出隔热笼与支撑隔热笼的升降杆相固连，所述炉体底部设有贯穿的套筒，所述套筒与炉体相焊接固连，所述升降杆穿过套筒并可沿着套筒上下滑动，所述升降杆下端与升降平台相连，所述升降平台由设置在其下方的抬升气缸推动，所述炉体的内侧面设有石棉毡。

2.根据权利要求1所述的一种多晶铸锭炉，其特征在于，所述炉体外设有支撑炉体的若干支脚，所述支脚与地面相抵靠。

3.根据权利要求2所述的一种多晶铸锭炉，其特征在于，所述隔热笼由顶隔热板、侧隔热板和底隔热板组成。

4.根据权利要求3所述的一种多晶铸锭炉，其特征在于，所述底隔热板上开有溢流孔。

5.根据权利要求4所述的一种多晶铸锭炉，其特征在于，所述套筒下端设有套筒座，所述套筒座与地面相抵靠。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种多晶铸锭炉，其特征在于，所述石棉毡为硅酸铝石棉材料。

7.根据权利要求6所述的一种多晶铸锭炉，其特征在于，所述石棉毡的厚度为2cm～3cm。