CN204370043U - 一种铸锭炉的二次加料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铸锭炉的二次加料装置，涉及半导体制造技术领域。一种铸锭炉的二次加料装置，所述装置与铸锭炉腔体连通，所述铸锭炉腔体的顶部设有氩气进气管，所述装置包括储料仓和阀门，所述储料仓通过所述氩气进气管与铸锭炉腔体连通，所述阀门设于储料仓和氩气进气管之间，所述阀门控制所述储料仓的开闭，打开阀门时所述储料仓中的物料经过所述氩气进气管落入铸锭炉内的坩埚中。本实用新型提供的一种铸锭炉的二次加料装置，能够克服坩埚中空间利用率低，单炉生产率低，以及成品率低的缺点。

Description

一种铸锭炉的二次加料装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种铸锭炉的二次加料装置。

背景技术

自进入本世纪以来光伏产业成为了世界上增长最快的高新技术产业。在各类太阳能电池中，晶体硅(单晶、多晶)太阳能电池占有极其重要的地位，目前占据了光伏市场75％以上的份额。晶体硅太阳能电池利用p～n结的光生伏特效应实现光电转换，从发展的观点来看，晶体硅太阳能电池在未来很长的一段时间仍将占据主导地位。

但随着光伏市场日益激烈的竞争，传统的多晶铸锭成本和质量已经越来越不能满足市场的要求，近年来有部分企业通过改造铸锭炉增加装料量来降低其铸锭成本，同时开发高效铸锭工艺增加光伏转换效率，在以上技术发展中，低成本和高效率始终是铸锭行业发展的主旋律。

对于多晶铸锭，单炉装料量是影响其成本的最关键指标，提高装料量可显著降低铸锭成本，但由于多晶硅料的不规则形状，坩埚内的硅料熔化后使得坩埚上方区域仍有大量的空间可以容纳硅料，如何利用此部分空间是降低铸锭成本的途径之一；另外近年来发展的掺镓多晶铸锭技术由于硅锭顶部电阻率过低，导致铸锭成本偏高。

根据以上问题，亟需开发一种铸锭炉，能够在内部硅料熔解后，仍能够继续添加物料，以保证单炉的生产效率，或者能够通过后续添加其他添加剂来使铸锭的电阻率分布均匀化，降低铸锭的生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种铸锭炉的二次加料装置，所述二次加料装置能够在铸锭炉内部硅料熔解后，仍能够继续向铸锭炉内添加物料，以保证单炉的生产效率，或者能够通过后续添加其他添加剂来使铸锭的电阻率分布均匀化，降低铸锭的生产成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种铸锭炉的二次加料装置，所述装置与铸锭炉腔体连通，所述铸锭炉腔体的顶部设有氩气进气管，所述装置包括储料仓和阀门，所述储料仓通过所述氩气进气管与铸锭炉腔体连通，所述阀门设于储料仓和氩气进气管之间，所述阀门控制所述储料仓的开闭，打开阀门时所述储料仓中的物料经过所述氩气进气管落入铸锭炉内的坩埚中。

进一步的技术方案，所述氩气进气管和所述储料仓可拆卸地连接。

进一步的技术方案，所述氩气进气管上设有物料进料口，所述物料进料口上设有第一法兰；所述储料仓外部设有第二法兰，所述第一法兰和第二法兰通过螺栓连接。

进一步的技术方案，所述储料仓包括仓体和上盖，所述上盖镶嵌有透明玻璃。

进一步的技术方案，所述透明玻璃与上盖之间设有密封圈。

进一步的技术方案，所述储料仓的个数至少为1个。

进一步的技术方案，所述阀门为球阀，所述球阀上安装有阀杆。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种铸锭炉的二次加料装置，所述二次加料装置包括储料仓和阀门，通过控制阀门的闭合来控制储料仓中物料的下落，在合适的时机打开阀门实现对铸锭炉中坩埚内物料进行补充，单炉生产率提高，或后期添加合适的物料对铸锭的性能提高有所帮助，提高成品率，降低成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的二次加料装置与铸锭炉的装配关系示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的二次加料装置的结构示意图。

其中，1、铸锭炉腔体；2、氩气进气管；3、储料仓；4、阀门；5、坩埚；6、物料进料口；7、第一法兰；8、第二法兰；9、仓体；10、上盖；11、透明玻璃。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

图1是本实用新型具体实施方式提供的铸锭炉的二次加料装置的结构示意图。如图1所示，所述铸锭炉的二次加料装置与铸锭炉腔体1连通，所述铸锭炉腔体1的顶部设有氩气进气管2，该二次加料装置装置包括储料仓3和阀门4，如图2所示。其中，储料仓3通过所述氩气进气管2与铸锭炉腔体1连通，阀门4设于储料仓3和氩气进气管2之间，氩气进气管2和储料仓3之间是可拆卸地连接，具体地本实施例中采用法兰连接，氩气进气管2上设有物料进料口6，物料进料口6上设有第一法兰7，储料仓3的外部设有第二法兰8，第一法兰7和第二法兰8之间通过螺栓连接，便于拆卸，所述阀门4设在储料仓2与所述氩气进气管2之间，所述阀门4为球阀，球阀上安装有阀杆，通过控制阀杆来控制球阀的开闭，打开所述球阀，装在所述储料仓3中的物料能够在重力作用下自动滑落至所述铸锭炉腔体1内的坩埚5中。

所述储料仓3包括仓体9和上盖10，所述上盖10上镶嵌有透明玻璃11，所述透明玻璃11与上盖10之间设有密封圈，保证整体装置的密封性。

利用带有所述二次加料装置铸锭炉制造一种掺镓多晶硅铸锭的具体步骤如下：

步骤一、在坩埚5内壁上涂敷氮化硅涂层；将多晶硅料和镓掺杂剂的混合物放入所述坩埚5内；

步骤二、在储料仓3内放入适量的N型母合金；

步骤三、对所述铸锭炉抽真空，通过氩气进气管2放入适量氩气，然后加热，加热温度为1500-1550℃，使混合物按照从上到下的顺序逐渐熔化，当混合物中的镓掺杂剂开始熔化时，调节炉压，使炉压为700-800mbar；

步骤四、进入结晶阶段后，调节铸锭炉的参数，使所述混合物的熔体在竖直向上的温度梯度下自下向上生长，调节合适的炉压；

步骤五、待熔融混合物结晶至总铸锭高度的60-80％时，打开二次加料装置的球阀，使N型母合金进入坩埚5内，剩余的熔体继续结晶直至完全凝固，退火、冷却，即可得到二次掺杂N型母合金的掺镓多晶硅铸锭。

对比例1

与实施例1不同的是：不利用所述的二次加料装置在熔融混合物结晶阶段添加实施例1中的N型母合金。

将实施例1和对比例1生产出的多晶硅铸锭作性能对比，比较电阻率分布、少子寿命、铸锭收率及电池光致衰减率，如表1所示。

由表1可见，实施例1中制备的多晶硅铸锭与对比例1中多晶硅铸锭相比，本实用新型实施例1提供的多晶硅铸锭电阻率分布较窄，由此获得的铸锭收率高于对比例1中多晶硅铸锭的铸锭收率，降低了铸锭成本。

表1

项目	实施例1	对比例1
			铸锭电阻率分布(Ω·cm)	1.0-3.0	0.2-5.0
少子寿命(us)	7-8	5-6
			铸锭收率(％)	60-63	55-60
电池光致衰减率(％)	0.04-0.06	0.04-0.06

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种铸锭炉的二次加料装置，所述装置与铸锭炉腔体(1)连通，其特征在于，所述铸锭炉腔体(1)的顶部设有氩气进气管(2)，所述装置包括储料仓(3)和阀门(4)，所述储料仓(3)通过所述氩气进气管(2)与铸锭炉腔体(1)连通，所述阀门(4)设于储料仓(3)和氩气进气管(2)之间，所述阀门(4)控制所述储料仓(3)的开闭，打开阀门(4)时所述储料仓(3)中的物料经过所述氩气进气管(2)落入铸锭炉内的坩埚(5)中。

2.根据权利要求1所述铸锭炉的二次加料装置，其特征在于，所述氩气进气管(2)和所述储料仓(3)可拆卸地连接。

3.根据权利要求2所述的铸锭炉的二次加料装置，其特征在于，所述氩气进气管(2)上设有物料进料口(6)，所述物料进料口(6)上设有第一法兰(7)；所述储料仓(3)外部设有第二法兰(8)，所述第一法兰(7)和第二法兰(8)通过螺栓连接。

4.根据权利要求1所述铸锭炉的二次加料装置，其特征在于，所述储料仓(3)包括仓体(9)和上盖(10)，所述上盖(10)镶嵌有透明玻璃(11)。

5.根据权利要求4所述铸锭炉的二次加料装置，其特征在于，所述透明玻璃(11)与上盖(10)之间设有密封圈。

6.根据权利要求1-5任一所述铸锭炉的二次加料装置，其特征在于，所述储料仓(3)的个数至少为1个。

7.根据权利要求1-5任一所述铸锭炉的二次加料装置，其特征在于，所述阀门(4)为球阀，所述球阀上安装有阀杆。