CN211848207U - 降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，属于多晶铸锭炉装置技术领域。包括固定在石墨护板外壁上的护板毡，护板毡底部与石墨护板底部齐平，所述的护板毡为石墨毡，护板毡的长度与石墨护板的长度相同，护板毡的高度小于石墨护板的高度，护板毡两侧的高度高于护板毡中部的高度。本实用新型降低了铸锭生产成本，提高了晶棒质量。
Description
技术领域
本实用新型属于多晶铸锭炉装置技术领域，涉及一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构。
背景技术
太阳能电池多晶硅片生产，是采用多晶铸锭炉定向凝固技术生产出多晶硅锭，经过开方切片形成多晶硅片，铸锭炉一般有带水冷金属腔体，内部隔热笼保温毡，加热器，DS-block,支撑杆组成，DS-block上放置石英坩埚，石英坩埚由四周和底部有石墨护板支撑，铸锭时，坩埚中所盛硅料融化后，隔热笼底部的石墨毡下移打开或者隔热笼罩往上提升打开，坩埚底部受冷最先开始凝固长晶，随着隔热笼的移动逐步完成定向生产过程，长晶完成的晶锭经过了退火冷却即完成了多晶铸锭的过程。多晶铸锭目前已经普遍采用高效多晶铸锭技术，采用纯多晶碎料单做诱导籽晶，化料末期隔热笼就保持部分打开状态，使得坩埚底部的仔晶在整个化料过程中只有部分熔化，多晶硅锭在诱导籽晶的基础上，生长出晶粒分布大小均匀的高效多晶硅锭。此技术大幅度提高多晶硅片的效率，但是由于铸锭热场和散热过程不能完全均匀，实际靠近坩埚壁的温场分布与坩埚中部的温场存在梯度，因此导致靠近坩埚壁的边角棒晶粒分布没有中心部分均匀，晶向也较为杂乱，特别是占据坩埚角落的四根角棒，问题尤为明显，晶体缺陷水平相对高，因此边角棒硅片做出的电池片效率也略为偏低，同时由于仔晶界面保持微凸弧面的状态更利于高效多晶的生长，一般中部的籽晶化料后会高于边角棒的籽晶，因此角棒的籽晶经常不能完整的保留，也进一步影响了边角棒的电池效率，差异大的甚至会达到0.2％。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，包括固定在石墨护板外壁上的护板毡，护板毡底部与石墨护板底部齐平，所述的护板毡为石墨毡，护板毡的长度与石墨护板的长度相同，护板毡的高度小于石墨护板的高度，护板毡两侧的高度高于护板毡中部的高度。
进一步的，所述的护板毡呈U形，护板毡为高纯石墨毡。
进一步的，所述的护板毡的两侧向上凸起后分别形成一个角部毡。
进一步的，所述的角部毡呈矩形。
进一步的，所述的护板毡的长度为1000-1300mm，角部毡长度为150-300mm，护板毡高度为100-180mm，角部毡高度为150-300mm，护板毡厚度为10-20mm。
进一步的，所述的护板毡的长度为1085mm，角部毡长度为220mm，护板毡高度为125mm，角部毡高度为225mm，护板毡厚度为15mm。
进一步的，所述的护板毡两侧设有倒角部。
进一步的，所述的角部毡的厚度不小于护板毡中部的厚度。
进一步的，护板毡底部设有若干溢流孔。
进一步的，溢流孔位于护板毡底部边缘，所述的溢流孔为半圆形孔，且溢流孔沿护板毡长度方向间隔均匀设置。
与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
采用此护板毡，化料末期长晶初期的温度场分布明显变等相对均匀，坩埚边缘和坩埚中央的横向温差明显变小，体现在籽晶界面变得更为平坦，籽晶界面平坦带来的直接效果是，可以降低仔晶的用量，从而降低了铸锭的生产成本。
另外一方面，通过此发明大幅度调整了角棒的晶粒生长方向，减少了晶粒沿着坩埚壁的横向生长，使得角棒晶粒生长更为均匀，晶体缺陷降低；采用此护板毡后，角棒的晶向比例与中心棒趋向一致，晶棒质量提高，接近中心棒的水平，使得角棒的电池效率提高，与中心棒基本相当。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1另一个方向的示意图。
图3是本实用新型的使用原理图。
图中：石墨护板1、护板毡2、开孔螺栓2a、角部毡3、倒角部4、溢流孔5。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。
如图1和图3所示，一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，包括通过开孔螺栓2a固定在石墨护板1外壁上的护板毡2，护板毡2底部与石墨护板1底部齐平，所述的护板毡2为石墨毡，优选为高纯石墨毡，导热系数较低，具备很好的保温效果。护板毡2的长度与石墨护板1的长度相同，护板毡2的高度小于石墨护板1的高度，护板毡2两侧的高度高于护板毡2中部的高度。
护板毡2呈U形，护板毡2的两侧向上凸起后分别形成一个角部毡3。优选，角部毡3呈矩形。
护板毡2的长度为1000-1300mm，与石墨护板配套等长，可用于G6\G7热场，作为优先，针对GT炉G6热场，1085mm最佳
角部毡3长度为150-300mm，对应1根晶棒宽度左右的位置优选的，角部毡3长度为220mm，
护板毡2高度为100-180mm，作为优先，针对GT炉G6热场，125mm最佳。角部毡3高度为150-300mm，作为优先，针对GT炉G6热场，200mm-250mm最佳；更有选的，角部毡3高度为225mm。
每台炉台温场差异不同，可根据实际效果调节，在本实施例中，护板毡2厚度为10-20mm，优选的，护板毡2厚度为15mm。角部毡3厚度也可以和其他位置设置成阶梯厚度，在本实施例中，角部毡3的厚度不小于护板毡2中部的厚度。
结合图2所示，护板毡2两侧设有倒角部4，优选的，倒角部4呈45°倒角，方便边缘贴合。
护板毡2底部设有若干溢流孔5，当铸锭运行过程中一旦发生坩埚破裂，硅高温溶液溢流时，作为硅液倒流孔使用，可使得硅液及早落到溢流线上及时报警。
优选方案，溢流孔5位于护板毡2底部边缘，所述的溢流孔5为半圆形孔，且溢流孔5沿护板毡2长度方向间隔均匀设置。
效果说明：
采用GT G6多晶铸锭炉进行铸锭，对照组不采用护板毡，本实施例组采用护板毡。经过铸锭冷却，开方后进行籽晶高度，面积，晶棒少子寿命和PL检测；同时做一组对比组不采用此护板毡做比较。从下表可知，籽晶高度可大幅度下降，籽晶面积大幅度增加，有效保证了诱导效果。
项目 中心棒籽晶高度mm籽晶面积占比％
对照组 15 85
本实施例组 10 100
本实用新型的原理是：护板毡2是石墨毡制成，其位置设置在石墨护板1外侧，等于介于加热器和坩埚之间，在化料过程中，由于石墨毡的隔热作用，加热器的热量不易传入坩埚内，因此可以使得被护板毡位置所包围的籽晶不容易融化，通常加热器设置在坩埚四周，坩埚角落处即两个方向的加热器相互连接的地方，对应的是整个热场较热的区域，因此角落处的热量较高，籽晶比边棒更不容易保留，采用此U型结构设计后角部毡3对应的位置可以有效保证角棒的籽晶高度，角部毡3的厚度和高度可以根据热场实际情况做调整，确报角部籽晶不会融化，有效的保证了长晶初期的诱导效果；在长晶过程中，隔热笼上提打开，坩埚底部需要散热形成上下的温度梯度而开始长晶，坩埚侧边因为隔热笼的打开而会相对偏冷，采用此护板毡2阻止坩埚中的热量跑出，这时起到了保温的作用，因此对边角棒特别是角部长晶起到了均匀温场的作用，减少了晶粒沿着坩埚壁的横向生长，使得角棒晶粒生长更为均匀，晶体缺陷降低。同时，护板毡中部采用下凹的结构也可以使边棒籽晶保留的同时，不会因为护板毡过高而导致对流减弱，产生微晶。
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。
Claims (7)
1.一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，包括固定在石墨护板(1)外壁上的护板毡(2)，其特征在于，护板毡(2)底部与石墨护板(1)底部齐平，所述的护板毡(2)为石墨毡，护板毡(2)的长度与石墨护板(1)的长度相同，护板毡(2)的高度小于石墨护板(1)的高度，护板毡(2)两侧的高度高于护板毡(2)中部的高度，护板毡(2)的两侧向上凸起后分别形成一个角部毡(3)，角部毡(3)的厚度不小于护板毡(2)中部的厚度，所述护板毡(2)底部设有若干溢流孔(5)。
2.根据权利要求1所述的一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，其特征在于，所述的护板毡(2)呈U形，护板毡(2)为高纯石墨毡。
3.根据权利要求1所述的一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，其特征在于，所述的角部毡(3)呈矩形。
4.根据权利要求1所述的一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，其特征在于，所述的护板毡(2)的长度为1000-1300mm，角部毡(3)长度为150-300mm，护板毡(2)高度为100-180mm，角部毡(3)高度为150-300mm，护板毡(2)厚度为10-20mm。
5.根据权利要求4所述的一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，其特征在于，所述的护板毡(2)的长度为1085mm，角部毡(3)长度为220mm，护板毡(2)高度为125mm，角部毡(3)高度为225mm，护板毡(2)厚度为15mm。
6.根据权利要求1所述的一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，其特征在于，所述的护板毡(2)两侧设有倒角部(4)。
7.根据权利要求1所述的一种降低铸锭多晶边角棒缺陷的护板毡结构，其特征在于，溢流孔(5)位于护板毡(2)底部边缘，所述的溢流孔(5)为半圆形孔，且溢流孔(5)沿护板毡(2)长度方向间隔均匀设置。
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