CN211814717U - 热交换平台与晶体硅铸锭设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种热交换平台与晶体硅铸锭设备，包括开设有凹槽的平台主体以及可拆卸安装在所述凹槽内的导热块。通过所述导热块的设计，能够获取具有不同导热特性的热交换平台，使得相应的坩埚底部不同区域具有不同的散热速率，进而实现坩埚内固液长晶界面的调节，提高铸锭质量。

Description

热交换平台与晶体硅铸锭设备

技术领域

本申请涉及光伏制造设备领域，特别涉及一种热交换平台与晶体硅铸锭设备。

背景技术

晶体硅铸锭炉主要用于太阳能级晶体硅锭的工业化生产，传统的多晶铸锭与多晶硅片虽然生产效率较高，技术成熟，但较难满足市场对硅片质量与电池效率的需求。近年来，通过定向凝固铸造法进行类单晶铸锭一定程度上兼顾了传统单晶、多晶硅片生产的优点，因而成为业内积极研究的方向。

上述类单晶铸锭通常在坩埚底部铺设一层籽晶，再将硅料装填至坩埚内并进行加热，加热过程中通过温场控制使得籽晶不被完全熔化，并使得熔融硅料自底部的籽晶位置向上逐渐完成晶体硅锭生长。相较于传统的多晶硅锭生产，类单晶铸锭的工艺要求更为严格，以期获取单晶占比较高的硅锭，除了提高坩埚与籽晶的质量，通过铸锭设备的结构调整及炉内温场的优化控制以提高铸锭质量也是业内研究的重要课题。

业内已公开有对铸锭炉中热交换平台的结构进行优化，以使得坩埚中间部分散热较快，降低坩埚侧壁多晶形核对晶体硅锭的影响的技术方案。但上述热交换平台结构调整不便，有必要就热交换平台的结构进行优化设计。

实用新型内容

本申请目的在于提供一种热交换平台与晶体硅铸锭设备，能够适当调整坩埚底部不同位置的散热速率，提高铸锭质量。

为实现上述目的，本申请实施例提供一种热交换平台，包括开设有凹槽的平台主体及可拆卸安装在所述凹槽内的导热块。

作为本申请实施例的进一步改进，所述凹槽包括相互间隔且呈同心圆状设置的若干环形槽。

作为本申请实施例的进一步改进，所述环形槽包括第一环形槽、位于所述第一环形槽外侧的第二环形槽，所述第二环形槽的深度不超过第一环形槽的深度。

作为本申请实施例的进一步改进，所述环形槽的数量设置为2～4个。

作为本申请实施例的进一步改进，所述凹槽呈连续设置，所述凹槽的一端邻近所述平台主体的中心设置且所述凹槽呈螺旋状朝外延伸。

作为本申请实施例的进一步改进，所述凹槽的深度与所述平台主体的厚度两者比值介于10％～30％。

作为本申请实施例的进一步改进，所述平台主体沿水平方向呈矩形板状设置，所述凹槽开设于所述平台主体的上表面。

作为本申请实施例的进一步改进，所述导热块及凹槽内设置有位置相对应的安装孔；所述热交换平台还包括与所述安装孔相适配并用以将所述导热块固定在凹槽内的固定螺栓。

作为本申请实施例的进一步改进，所述平台主体由石墨构成；所述导热块由钨钼合金制得。

本申请还提供一种晶体硅铸锭设备，具有用以承载坩埚且如前所述的热交换平台。

本申请的有益效果是：采用本申请热交换平台与晶体硅铸锭设备，所述导热块可增强该热交换平台局部区域的散热速率，进而实现坩埚内的固液界面形态调整，利于晶体硅锭的稳定生长，提高铸锭质量。

附图说明

图1是本申请晶体硅铸锭设备的部分结构示意图；

图2是本申请热交换平台的结构示意图；

图3是图2中热交换平台的分解结构示意图；

图4是图2中热交换平台的平面结构示意图；

图5是图4中热交换平台沿A-A方向的剖视图；

图6是本申请热交换平台另一较佳实施例的平面结构示意图；

图7是图6中热交换平台的分解结构示意图。

100-热交换平台；10-平台主体；11-凹槽；111-第一环形槽；112-第二环形槽；113-第三环形槽；114-第四环形槽；20-导热块；21-第一导热块；22-第二导热块；23-第三导热块；24-第四导热块；30-固定螺栓；200-坩埚；301-底板；302-护板；303-盖板。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本申请进行详细描述。但该实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

参图1所示，本申请提供的晶体硅铸锭设备包括热交换平台100，所述热交换平台100用以承载相应的坩埚200，所述坩埚200内装填有熔融硅料。所述坩埚200与所述热交换平台100之间设有底板301，且所述坩埚200的周侧与上方还分别设有护板302与盖板303。

实际生产中，所述坩埚200底部通过热交换平台100进行散热，再配合所述坩埚200外周的温场控制，自下向上逐渐实现晶体硅锭的生长。所述热交换平台100包括平台主体10及导热块20，所述平台主体10沿水平方向呈矩形板状设置，所述平台主体10的上表面与所述底板301相互贴合；所述平台主体10的上表面开设有凹槽11，所述凹槽11设置在该平台主体11的中间区域，所述导热块20可拆卸安装在所述凹槽11内。

所述平台主体10通常由石墨构成；所述导热块20的导热系数大于石墨的导热系数，具体是指在晶体硅锭生长温度区间附近，该导热块20的导热系数更大，如所述导热块20可采用钨钼合金制得。通过所述导热块20可使得热交换平台100对应于坩埚200底部中间部分的散热速率更快，有利于坩埚200内部形成中间向上微凸的固液长晶界面，降低坩埚200侧壁多晶形核对晶体硅锭的影响，提高铸锭质量。

一般地，所述平台主体10可开设凹槽11的区域的整体宽度W不超出所述平台主体10边长的80％。另，所述凹槽11的深度d与所述平台主体10的厚度h两者比值介于10％～30％，以充分保障该平台主体10的结构强度。

所述导热块20及凹槽11内设置有位置相对应的安装孔；所述热交换平台100还包括与所述安装孔相适配并用以将所述导热块20固定在凹槽11内的固定螺栓30。

本实施例中，所述凹槽11包括相互间隔且呈同心圆状设置的若干环形槽，所述环形槽的数量设置为2～4个，且所述环形槽的中心设置在该平台主体10的中心位置。此处，所述环形槽包括由内向外依次间隔排布的第一环形槽111、第二环形槽112、第三环形槽113、第四环形槽114。相应地，所述导热块20具体包括第一导热块21、第二导热块22、第三导热块23、第四导热块24。每一所述导热块20沿圆周方向均匀开设有四个安装孔，所述固定螺栓30可采用碳碳螺栓或金属螺栓。

其中，所述环形槽相对所述平台主体10表面的深度不超过该环形槽内侧的另一环形槽的深度，如所述第一环形槽111的的深度大于等于第二环形槽112的深度。换言之，若干所述环形槽的深度可以设置相同，或使得外侧的环形槽深度小于内侧环形槽的深度，以使得前述坩埚200底部中间位置散热最快。在此，所述平台主体10的规格具体为1000mm*1000mm*110mm；所述凹槽11的沿径向的宽度设置为50mm，相邻所述环形槽的间距也设置为50mm，且各所述环形槽的深度均设置为30mm。

通过对所述凹槽11的深度、宽度及相邻环形槽的间距的设计，配合所述导热块20能够得到沿水平方向具有不同导热特性的热交换平台100，以满足不同规格的坩埚200散热需求，也方便针对不同铸锭工艺进行调整优化。

参图6与图7所示，在本申请的另一实施例中，所述凹槽11呈连续设置，所述凹槽11的一端邻近所述平台主体10的中心设置且所述凹槽11呈螺旋状朝外延伸。相应地，所述导热块20亦呈连续的螺旋状延伸设置，以便于装卸。当然，所述导热块20同样采用相应的固定螺栓30进行安装固定。

综上所述，所述热交换平台100中的导热块20能够增强相应的坩埚200底部中间区域的散热速率，使得坩埚200内形成向上微凸的固液界面，利于晶体硅锭的稳定生长，提高铸锭质量；并且可就所述凹槽11、导热块20的结构进行灵活设计调整，以适应不用的铸锭工艺需求。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于晶体硅铸锭设备的热交换平台，包括平台主体，其特征在于：所述平台主体开设有凹槽，所述热交换平台还包括可拆卸安装在所述凹槽内的导热块，所述凹槽的深度与所述平台主体的厚度两者比值介于10％～30％。

2.根据权利要求1所述的热交换平台，其特征在于：所述凹槽包括相互间隔且呈同心圆状设置的若干环形槽。

3.根据权利要求2所述的热交换平台，其特征在于：所述环形槽包括第一环形槽、位于所述第一环形槽外侧的第二环形槽，所述第二环形槽的深度不超过第一环形槽的深度。

4.根据权利要求2所述的热交换平台，其特征在于：所述环形槽的数量设置为2～4个。

5.根据权利要求1所述的热交换平台，其特征在于：所述凹槽呈连续设置，所述凹槽的一端邻近所述平台主体的中心设置且所述凹槽呈螺旋状朝外延伸。

6.根据权利要求1所述的热交换平台，其特征在于：所述平台主体沿水平方向呈矩形板状设置，所述凹槽开设于所述平台主体的上表面。

7.根据权利要求1所述的热交换平台，其特征在于：所述导热块及凹槽内设置有位置相对应的安装孔；所述热交换平台还包括与所述安装孔相适配并用以将所述导热块固定在凹槽内的固定螺栓。

8.根据权利要求1所述的热交换平台，其特征在于：所述平台主体由石墨构成；所述导热块由钨钼合金制得。

9.一种晶体硅铸锭设备，其特征在于：包括用以承载坩埚且如权利要求1-8任一项所述的热交换平台。

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