CN209082033U - 一种多晶硅铸锭炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多晶硅铸锭炉，涉及一种太阳能电池多晶硅铸锭生产技术设备领域；包括炉体和隔热笼，隔热笼内设置有坩埚、顶加热器、石墨台、侧加热器，侧加热器的下部设置有多个隔热条，隔热条与所述侧加热器相间隔，多个隔热条围合在坩埚的外侧，且隔热条为底面是正方形的长方体；本实用新型能够有效阻隔传向坩埚底部周边的热量，定向准确的控制坩埚底部四周热量，能够有效地防止多晶硅全融，便于后续的长晶，提高晶体硅的整体品质和得料率，同时可以节约能耗，降低成本。

Description

一种多晶硅铸锭炉

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池多晶硅铸锭生产技术设备领域，具体涉及一种多晶硅铸锭炉。

背景技术

多晶硅锭一般采用多晶硅铸锭炉，通过多晶硅铸锭炉铸造高品质多晶硅锭是提高电池转换效率的关键因素和基本前提。制备晶粒均匀细小的多晶硅能够保证多晶硅铸锭的品质。目前制备均匀小晶粒的方法主要依靠在长晶初期加大铸锭炉底部的降温速度，以获得较大的过冷度，达到细化晶粒的目的。具体操作方案是在硅料熔化完成后，迅速提升隔热笼，使得铸锭炉底部散热量加大，形核量增大，在坩埚底部形成晶粒比较细小的母相后，适当减小隔热笼的开度，在适宜的温度下继续完成剩余的长晶过程。

传统G6高效铸锭炉顶部加热器与侧部加热器功率无法做到分开单独调节，当坩埚底部中央籽晶达到预留高度时，坩埚底部四周的籽晶往往会发生全融。这就造成了结晶阶段硅锭结晶面不平坦，结晶效果差，加工完成后的晶体红外不良率较高，严重影响了晶体硅的整体品质和得料率。

现有技术为了维持坩埚底部四周的半融状态是通过延长隔热笼的打开时间和增大隔热笼的开度来实现的，但是这样会造成炉膛内的热损失，进而增加能耗和生产成本。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术的不足，提供一种多晶硅铸锭炉。解决了坩埚底部周边温度过高的问题，提高了晶体硅整体的品质和得料率。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种多晶硅铸锭炉，包括炉体和隔热笼，所述的隔热笼设置在所述炉体内；所述的隔热笼内设置有坩埚、顶加热器、石墨台、侧加热器，所述的隔热笼底部设置有所述的支撑柱；所述石墨台上部设置有所述的坩埚，所述的坩埚的上方设置有所述的顶加热器，所述坩埚的外侧设置有所述侧加热器，所述的侧加热器的下部设置有多个隔热条，所述的隔热条与所述侧加热器相间隔，所述的多个隔热条围合在所述坩埚的外侧，且所述隔热条为底面是正方形的长方体。

进一步的，所述的隔热条为8个，所述的隔热条底边长30-60mm，高为150-250mm。

更进一步的，所述的隔热条底边长45mm，高为200mm。

进一步的，所述的坩埚的内壁设置有氧化硅涂层。

进一步的，所述的隔热笼的底部设置有保温板。

进一步的，所述的炉体上设置有多个通气孔，所述通气孔沿所述炉体的外侧延伸至所述隔热笼内，用以将所述隔热笼内的高温蒸汽排出所述炉体外。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型在侧加热器与坩埚底部外围之间设置了多条隔热条，保证能够阻挡侧加热器向炉子底部传输的一部分热量，有效阻隔传向坩埚底部周边的热量，定向准确的控制坩埚底部四周热量，从而在多晶硅的融化阶段时，底部温度不至于过高，进而能够有效地防止多晶硅全融，便于后续的长晶。设置隔热条让一部分原本向坩埚底部流动的热量保持在了坩埚的中上部，有助于晶体硅的生长。且隔热条与侧加热器之间有一定的间隔，防止隔热条或侧加热器受热膨胀后两者产生挤压。长方体的设计有助于填充在侧加热器下部的空间，更为适合对坩埚底部的隔离。

本实用新型相比于现有技术，隔热条的设置使得在融化阶段过程中隔热笼的开度减小，隔热笼打开的时间缩短，进而可以节约能耗，降低成本。使用本装置，使得硅料的结晶面更加平坦，晶体结构均匀，且晶体红外不良率较低，晶体硅的整体品质和得料率提高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A-A向剖面图。

其中，1为隔热笼，2为坩埚，3为顶加热器，4为石墨台，5为侧加热器，6为隔热条，7为支撑柱，8为保温板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1所示，一种多晶硅铸锭炉，包括炉体和隔热笼1，隔热笼1设置在炉体内；隔热笼1内设置有坩埚2、顶加热器3、石墨台4、侧加热器5，隔热笼1底部设置有支撑柱7；石墨台4上部设置有坩埚2，坩埚2的上方设置有顶加热器3，坩埚2的外侧设置有侧加热器5，侧加热器5的下部设置有八个隔热条6，隔热条6为底面是正方形的长方体，底边长45mm，高为200mm。隔热条6与侧加热器5相间隔，防止隔热条6或侧加热器5受热膨胀后两者产生挤压。八个隔热条6围合在坩埚2的外侧，阻挡在坩埚2的底部四周和侧加热器5之间。隔热条6材质均为石墨硬毡，具有良好的耐高温性能。

坩埚2的材质为石英砂，以保证其坚硬，耐磨性及耐热性，使得在加热时，所述坩埚的化学性质不会发生改变。当然，在其他实施案例中，所述坩埚的材质也可以是粘土，瓷土或者石墨等。坩埚2的内壁设置有氧化硅涂层，以进一步增强坩埚内壁的硬度，耐高温性以及耐磨性能，以防止在高温加热过程中，所述坩埚的内壁于所述多晶硅原料发生反应而影响生成的多晶硅晶体的质量。当然在其他实施案例中，坩埚的内壁上也可以涂覆陶瓷涂层。

隔热笼1的底部设置有保温板8。炉体上设置有多个通气孔，通气孔沿所述炉体的外侧延伸至隔热笼1内，用以将隔热笼1内的高温蒸汽排出炉体外。

在侧加热器5下方设置八根隔热条6，布置情况如图2所示。能够有效地阻隔一部分热量传向坩埚2底部，从而使得坩埚2底部四周的温度不至于过高，防止了坩埚2底部四周的籽晶发生全融。进一步地，设置隔热条6让一部分原本向坩埚2底部流动的热量保持在了坩埚2的中上部，有助于晶体硅的生长。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1.一种多晶硅铸锭炉，包括炉体和隔热笼（1），所述的隔热笼（1）设置在所述炉体内；所述的隔热笼（1）内设置有坩埚（2）、顶加热器（3）、石墨台（4）、侧加热器（5），所述的隔热笼（1）底部设置有支撑柱（7）；所述石墨台（4）上部设置有所述的坩埚（2），所述的坩埚（2）的上方设置有所述的顶加热器（3），所述坩埚（2）的外侧设置有所述侧加热器（5），其特征在于，所述的侧加热器（5）的下部设置有多个隔热条（6），所述的隔热条（6）与所述侧加热器（5）相间隔，所述的多个隔热条（6）围合在所述坩埚（2）的外侧，且所述隔热条（6）为底面是正方形的长方体。

2.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述的隔热条（6）为8个，所述的隔热条（6）底边长30-60mm，高为150-250mm。

3.根据权利要求2所述的一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述的隔热条（6）底边长45mm，高为200mm。

4.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述的坩埚（2）的内壁设置有氧化硅涂层。

5.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述的隔热笼（1）的底部设置有保温板（8）。

6.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述的炉体上设置有多个通气孔，所述通气孔沿所述炉体的外侧延伸至所述隔热笼（1）内，用以将所述隔热笼（1）内的高温蒸汽排出所述炉体外。