CN213142284U - 一种用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，其包括上盖板、下盖板以及若干侧压块，上盖板上设进气孔，下盖板上设置有多个环形凸起，所述多个环形凸起中的最外侧环形凸起为完整的环形凸起，而最外侧环形凸起内侧的其他环形凸起上均匀设置有若干将环形凸起打断的横向连通孔；环形凸起之间以及环形凸起外侧对应的下盖板面上均匀成型有气孔；所述侧压块在外侧对上盖板、下盖板进行相对位置固定，且上盖板和下盖板通过侧压块固定后的板间间距大于等于环形凸起的高度，并在所述侧压块底部设置有用于卡装石墨侧护板的U型卡槽。本实用新型的石墨坩埚盖板具有较佳的结构稳定性，能够降低硅锭中碳杂质的引入，提高硅片转换效率。

Description

一种用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板

技术领域

本实用新型涉及多晶硅铸锭设备领域，具体涉及一种用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板。

背景技术

在现有技术中，随着光伏技术以及微电子技术的发展，市场对多晶硅的需求日益提升，目前多晶硅锭一般采用多晶铸锭炉进行制备，操作时，包括将坩埚喷涂后进行装填料，再将装填好的坩埚放置于石墨底板上，其外侧通过石墨侧护板进行限位固定，再安装用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，在硅锭热成型过程中、用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板起导热、传热作用，与此同时用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板还能防止杂质落入石英坩埚内部污染硅料而产生不合格的产品。

现有用于生产多晶硅太阳能电池的多晶硅片多采用定向凝固多晶铸锭炉制备，直接由惰性气体垂直吹进硅锭表面来维持稳定的温度梯度，以进行辅助成型。但现有的用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板通常为密封型的平板结构，不利于氩气气流的循环，同时结构简单且稳定性差。在实用新型专利：多晶石墨盖板及多晶炉(ZL201721141838.8)中提供了一种双层的石墨盖板结构，这种石墨盖板结构能优化惰性气体吹入的均匀性，使得惰性气体在经过双层板结构后更稳定和均匀地吹扫空间中的杂质，并将杂质随惰性气体由进气孔流出；但是这种石墨坩埚盖板的惰性气体吹入的均匀性依然较差；且由于下层盖板在下部是通过石墨侧护板支撑，并在石墨侧护板位置上部通过板框压合固定，导致下层盖板的中间部分稳定性差，在长时间连续使用的条件下，容易因为受到硅蒸汽的热冲击而塌陷变形并出现裂纹，导致盖板报废，从而增加多晶铸锭辅材成本。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，以解决上述技术背景中的缺陷。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，包括上盖板、下盖板以及若干侧压块，所述上盖板在中间位置设置有进气孔，所述下盖板的上表面成型有若干同心设置的环形凸起，所述环形凸起中的最外侧环形凸起为完整的环形凸起，对应设置于坩埚内径轮廓线向内20-50cm位置，而在最外侧环形凸起内侧的其他环形凸起上均匀设置有若干将环形凸起打断的横向连通孔；下盖板在对应最内侧环形凸起的外侧表面上均匀成型有气孔；所述侧压块设置于上盖板、下盖板外侧，对上盖板、下盖板进行相对位置固定，上盖板和下盖板通过侧压块固定后的板间间距大于等于环形凸起的高度，所述侧压块底部设置有用于卡装石墨侧护板的U型卡槽。

作为进一步限定，所述侧压块的内侧侧面上成型有用于卡装上盖板的上盖板卡装槽以及卡装下盖板的下盖板卡装槽，所述上盖板卡装槽与所述下盖板卡装槽之间的间距与环形凸起的高度一致；

所述侧压块上设置有一个竖向螺纹槽，所述螺纹槽贯穿上盖板卡装槽以及下盖板卡装槽，以通过穿装石墨螺栓来对上盖板、下盖板以及侧压块进行位置固定。

作为进一步限定，位置相邻的环形凸起上的横向连通孔错位设置。

作为进一步限定，位置相邻的侧压块之间等间距设置，且位置相邻的侧压块之间的间距为15-30cm。

作为进一步限定，所述下盖板的上表面上成型有内凹弧面，而同心设置的所述环形凸起成型于所述内凹弧面内。

作为进一步限定，所述进气孔的直径为10cm-15cm。

作为进一步限定，所述下盖板上成型的环形凸起为三个，下盖板在三个环形凸起中的内侧环形凸起与中间环形凸起之间的区域面上成型有第一气孔，下盖板中间环形凸起与外侧环形凸起之间的区域面上成型有第二气孔，外侧环形凸起的外侧区域面上成型有第三气孔，所述第一气孔孔径＜第二气孔孔径＜第三气孔孔径。

有益效果：本实用新型提供的一种用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板结构紧凑，能有效改善多晶熔铸炉内的惰性气体排杂通道，维持稳定温度梯度，并有效提高惰性气体的循环排杂效率，使其在自由挥发时间段内将杂质从硅液中带出，从而降低熔铸炉中硅锭碳含量，提高硅片的切片良率和硅片的质量、性能；

另外，这种石墨坩埚盖板本身还具有较高的结构稳定性，能够应对硅蒸汽的热应力冲击，提高下盖板的使用寿命，并能在下盖板损坏后进行部件替换，而不至于将整个石墨坩埚盖板组件进行替换，提高了部件的通配性能，降低了运维成本。

附图说明

图1为本实用新型的较佳实施例的剖面结构示意图。

其中：1、上盖板；2、第三气孔；3、外侧环形凸起；4、第二气孔；5、下盖板；6、中间环形凸起；7、第一气孔；8、内侧环形凸起；9、进气孔；10、熔融硅料；11、坩埚；12、石墨底板；13、石墨侧护板；14、侧压块。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1的一种用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板的较佳实施例，在本实施例中，石墨坩埚盖板为双层盖板结构，包括上盖板1以及下盖板5，上盖板1与下盖板5通过石墨块切片后制坯后独立成型。

上盖板1以及下盖板5均为方形板，其上盖板1为平面板，并在其正中位置设置有一个直径为15cm的进气孔9；而下盖板5的上表面具有一个内凹的弧形上表面，下盖板5的内凹弧形上表面上对应成型有三个环形凸起，即内侧环形凸起8、中间环形凸起6以及外侧环形凸起3，内侧环形凸起8、中间环形凸起6以及外侧环形凸起3的上表面处于同一水平面上，其中，内侧环形凸起8、中间环形凸起6、外侧环形凸起3的截面之间等间距设置，内侧环形凸起8设置于进气孔9外侧，而外侧环形凸起3设置于坩埚11内径轮廓线在下盖板5上的投影位置向内30cm处；外侧环形凸起3为完整的环形凸起，而内侧环形凸起8和中间环形凸起6的环面上通过横向连通孔打断成若干不连续的弧面段，且内侧环形凸起8和中间环形凸起6上的横向连通孔错位设置。

在内侧环形凸起8与中间环形凸起6之间的下盖板5对应的环面上均匀成型有若干第一气孔7，在中间环形凸起6与外侧环形凸起3之间的下盖板5对应的环面上均匀成型有若干第二气孔4，而在外侧环形凸起3外侧对应的下盖板5对应的面上成型有第三气孔2，其中，第一气孔7和第二气孔4为进气气孔，而第三气孔2为出气气孔；且第一气孔孔径＜第二气孔孔径＜第三气孔孔径。

侧压块14的内侧设置有用于卡装上盖板1的上盖板卡装槽以及用于卡装下盖板5的下盖板卡装槽，上盖板卡装槽与下盖板卡装槽之间的间距与环形凸起的高度一致，即使得上盖板1与下盖板5在卡装到侧压块14中后，内侧环形凸起8、中间环形凸起6以及外侧环形凸起3的上表面顶靠在上盖板1的下表面上；而为了使得上盖板1与下盖板5在侧压块14上具有较佳的卡装稳定性，在侧压块14上设置有一个竖向螺纹槽，所述螺纹槽贯穿上盖板卡装槽以及下盖板卡装槽，以通过穿装石墨螺栓来对上盖板1、下盖板5以及侧压块14进行位置固定。侧压块14的底面上成型有用于卡装石墨侧护板13的U型卡槽，位置相邻的侧压块14之间等间距设置，并保持有20cm的间距。

本实施例在使用时，先对坩埚11进行喷涂操作，喷涂后进行装填料，再将装填好的坩埚放置于石墨底板12上，于石墨底板12外侧通过石墨侧护板13进行限位固定，然后，将上盖板1与下盖板5利用侧压块14进行连接装配，装配完成后，直接将侧压块14的U型卡槽在石墨侧护板13上套装即完成装配。热处理时，惰性气体从进气孔9吹入上盖板1与下盖板5之间的间隙空间中，并通过内侧环形凸起8、中间环形凸起6之间的横向连通孔通入内侧环形凸起8与中间环形凸起6之间以及中间环形凸起6与外侧环形凸起3之间的空间内，并通过外侧环形凸起3的完整环面阻挡后，从第一气孔7以及第二气孔4吹向硅液，其气流方便规则平稳、均匀，有利于杂质的分凝和挥发。分凝后的碳杂质在硅液中向两侧分散，并分布到硅锭的边缘，方便进行整体切除处理；而可挥发杂质被惰性气体带出，从两侧通过第三气孔2，并从侧压块14之间的间隙空间中排出；使得惰性气体整体产生如图1中虚线箭头所示的气流，并解决了现有多晶铸锭炉制作的硅锭中碳杂质含量较高的问题。同时，上盖板1与下盖板5的层间结构更加稳定，能同心环结构也能有效防止下盖板5产生变形，而侧压块14则能防止下盖板5和上盖板1发生翘边，以保证多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板的整体使用状态和使用寿命。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，其特征在于，包括上盖板、下盖板以及若干侧压块，所述上盖板在中间位置设置有进气孔，所述下盖板的上表面成型有若干同心设置的环形凸起，所述环形凸起中的最外侧环形凸起为完整的环形凸起，对应设置于坩埚内径轮廓线向内20-50cm位置，而在最外侧环形凸起内侧的其他环形凸起上均匀设置有若干将环形凸起打断的横向连通孔；下盖板在对应最内侧环形凸起的外侧表面上均匀成型有气孔；所述侧压块设置于上盖板、下盖板外侧，对上盖板、下盖板进行相对位置固定，上盖板和下盖板通过侧压块固定后的板间间距大于等于环形凸起的高度，所述侧压块底部设置有用于卡装石墨侧护板的U型卡槽。

2.根据权利要求1所述的用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，其特征在于，所述侧压块的内侧侧面上成型有用于卡装上盖板的上盖板卡装槽以及卡装下盖板的下盖板卡装槽，且所述上盖板卡装槽与所述下盖板卡装槽之间的间距与环形凸起的高度一致。

3.根据权利要求2所述的用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，其特征在于，所述侧压块上设置有一个竖向螺纹槽，所述螺纹槽贯穿上盖板卡装槽以及下盖板卡装槽，以通过穿装石墨螺栓来对上盖板、下盖板以及侧压块进行位置固定。

4.根据权利要求1所述的用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，其特征在于，位置相邻的环形凸起上的横向连通孔错位设置。

5.根据权利要求1所述的用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，其特征在于，位置相邻的侧压块之间等间距设置，且位置相邻的侧压块之间的间距为15-30cm。

6.根据权利要求1所述的用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，其特征在于，所述下盖板的上表面上成型有内凹弧面，而同心设置的所述环形凸起成型于所述内凹弧面内。

7.根据权利要求1所述的用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，其特征在于，所述进气孔的直径为10cm-15cm。

8.根据权利要求1所述的用于多晶熔铸炉的石墨坩埚盖板，其特征在于，所述下盖板上成型的环形凸起为三个，下盖板在三个环形凸起中的内侧环形凸起与中间环形凸起之间的区域面上成型有第一气孔，下盖板中间环形凸起与外侧环形凸起之间的区域面上成型有第二气孔，外侧环形凸起的外侧区域面上成型有第三气孔，所述第一气孔孔径＜第二气孔孔径＜第三气孔孔径。

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