KR101116235B1 - 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 고상의 실리콘 원료를 측면 또는 상부에서 가열함과 동시에 하부에서 추가 가열하여 공정시간을 줄일 수 있고, 용해된 실리콘 원료의 응고열을 도가니 하부 방향으로만 효과적으로 제거시켜 실리콘 결정을 하부에서 상부 방향으로 균일하게 성장시킴으로써 대면적, 대용량의 고품질 실리콘 잉곳을 제조할 수 있는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치는 실리콘 원료를 충진하는 도가니, 상기 도가니의 외부에 설치되어 도가니를 커버하는 써셉터, 상기 도가니 및 써셉터의 하부에 설치되어 도가니 및 써셉터를 지지하는 지지대, 상기 써셉터의 외부에 설치되어 상기 도가니 내의 실리콘 원료를 용해시키는 메인 히터 및 상기 메인 히터의 외부에 설치되어 열을 차단하는 단열재로 이루어지는 메인 히터부, 상기 지지대의 하부에 상기 지지대와 서로 이격공간을 가지며 설치되어 상기 도가니 내의 실리콘 원료를 용해시키는 한 쌍의 서브 히터와 상기 서브 히터의 하부에 설치되어 열을 차단하는 한 쌍의 단열판과 상기 서브 히터와 단열판 사이에 설치되되 상기 서브 히터와 단열판을 일체로 연결시키는 한 쌍의 절연판 및 상기 서브 히터를 관통하며 설치되되 자체 회전으로 상기 서브 히터를 개별적으로 회전시키는 한 쌍의 회전 전극이 구비된 서브 히터부 및 상기 서브 히터부의 하측에 설치되되 상기 도가니에 접근하여 용해된 실리콘 원료의 응고열을 제거하는 냉각부를 포함하되, 상기 서브 히터는 상기 회전 전극의 회전으로 하부로 대응하게 회전하여 상기 지지대 하부에 개방부를 형성하고, 상기 냉각부는 상부로 이동하되 상기 개방부를 지나 상기 도가니에 접근하여 용해된 실리콘 원료를 응고시켜 실리콘 잉곳을 제조하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 본 발명에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치는 실리콘 원료를 충진하는 도가니, 상기 도가니의 외부에 설치되어 도가니를 커버하는 써셉터, 상기 도가니 및 써셉터의 하부에 설치되어 도가니 및 써셉터를 지지하는 지지대, 상기 써셉터의 외부에 설치되어 상기 도가니 내의 실리콘 원료를 용해시키는 메인 히터 및 상기 메인 히터의 외부에 설치되어 열을 차단하는 단열재로 이루어지는 메인 히터부, 상기 지지대의 하부에 상기 지지대와 서로 이격공간을 가지며 설치되어 상기 도가니 내의 실리콘 원료를 용해시키는 한 쌍의 서브 히터와 상기 서브 히터의 하부에 설치되어 열을 차단하는 한 쌍의 단열판과 상기 서브 히터와 단열판 사이에 설치되되 상기 서브 히터와 단열판을 일체로 연결시키는 한 쌍의 절연판 및 상기 서브 히터를 관통하며 설치되되 자체 회전으로 상기 서브 히터를 개별적으로 회전시키는 한 쌍의 회전 전극이 구비된 서브 히터부 및 상기 서브 히터부의 하측에 설치되되 상기 도가니에 접근하여 용해된 실리콘 원료의 응고열을 제거하는 냉각부를 포함하되, 상기 서브 히터는 상기 회전 전극의 회전으로 하부로 대응하게 회전하여 상기 지지대 하부에 개방부를 형성하고, 상기 냉각부는 상부로 이동하되 상기 개방부를 지나 상기 도가니에 접근하여 용해된 실리콘 원료를 응고시켜 실리콘 잉곳을 제조하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 관한 것으로서 도가니에 담긴 고상의 실리콘 원료를 열손실 없이 하부에서 가열하여 용해공정 시간을 줄일 수 있고, 또한 용해된 실리콘 원료를 하부로부터 냉각 시에도 열전달을 효과적으로 수행할 수 있는 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 관한 것이다.
최근 결정질 실리콘 태양전지에 의한 태양광 발전은 무공해, 안정성, 고성능, 신뢰성 등의 장점으로 인해 시험적인 단계를 지나 상업화 단계에 이르렀다.
그 결과 독일, 스페인, 미국, 일본 및 한국 등에선 실리콘 태양전지를 이용하여 수천 ~ 수만 KW 정도의 대용량 태양광 발전이 이루어지고 있다.
현재 태양광 발전에 이용되고 있는 태양전지는 주로 Czochralski 인상법에 의해 제조된 단결정 실리콘 잉곳이나 Bridgman 방식에 의한 다결정 실리콘 잉곳을 이용하여 제조하고 있는데, 앞으로의 지속적인 대용량화와 경제성 증진을 위해서는 실리콘 잉곳과 기판의 가격을 낮추고 생산성을 더욱 높여야 할 것으로 인식되고 있다.
이와 같은 배경 아래 특히 실리콘 잉곳과 기판의 물성이 단결정의 그것보다 크게 저하되지 않으면서도 원가 절감이 용이한 다결정 실리콘 잉곳의 효율적인 생산에 많은 노력이 기울여져 왔다.
태양전지용 다결정 실리콘 잉곳의 제조는 기본적으로 "방향성 응고" 를 특징으로 하고 있다. 석영이나 흑연으로 제조된 도가니 속에 태양전지급 원료인 실리콘을 충진하고 이를 1420℃ 이상에서 용융시킨 후 실리콘의 응고열을 도가니 하부 쪽의 일정방향으로 제거하면 고화가 도가니 하부로부터 상부 쪽으로 퍼져나가는 방식이 방향성 응고 공정이다.
잘 제어된 방향성 응고공정의 결과로 얻어진 잉곳은 많은 수의 단결정 기둥이 한 방향으로 합체된 주상구조(columnar structure)를 갖게 되고 결정결함도 적어 결정 성장방향과 수직으로 기판을 제조하면 단결정 기판과 마찬가지로 광에 의해 생성된 전자가 손실 없이 전극 쪽으로 포집될 수 있는 구조가 된다.
본 발명의 발명자들은 장치 내의 효과적인 열전달과 온도구배로 주상구조가 잘 발달되고 결정결함이 적은 고품질의 태양전지용 다결정 실리콘 주괴(잉곳) 제조 장치를 특허출원번호 "2007-100570"호 및 "2007-100571"호로 출원한 바 있다.
한편, 최근 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치는 5세대(400~450kg/batch, 여기서 kg/batch는 잉곳 제조 장치의 capacity를 나타낸다. 이하 같다), 6세대(600~650kg/batch)로 점차 대면적, 대용량화되고 있는 바 장치 내에서의 효과적인 열전달과 단열, 온도구배 제어 등이 어려워져 잉곳 제조 공정시간도 길어지고 고품질의 주상구조를 유지하는데도 어려움을 겪을 것으로 생각되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이, 대면적, 대용량화되고 있는 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳의 제조 공정시 공정시간을 줄여 공정의 경제성을 높이면서도 주상구조가 잘 발달된 고품질의 잉곳을 제조하기 위해 발명된 것으로, 도가니에 담긴 고상의 실리콘 원료를 도가니 측면 또는 상부에서 가열함과 동시에 하부에서 추가 가열하여 실리콘 용해공정 시간을 줄일 수 있는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 용해된 실리콘 원료의 응고열을 도가니 하부 방향으로만 효과적으로 제거시켜 실리콘 결정을 하부에서 상부 방향으로 균일하게 성장시킬 수 있는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치는 실리콘 원료를 충진하는 도가니, 상기 도가니의 외부에 설치되어 도가니를 커버하는 써셉터, 상기 도가니 및 써셉터의 하부에 설치되어 도가니 및 써셉터를 지지하는 지지대, 상기 써셉터의 외부에 설치되어 상기 도가니 내의 실리콘 원료를 용해시키는 메인 히터 및 상기 메인 히터의 외부에 설치되어 열을 차단하는 단열재로 이루어지는 메인 히터부, 상기 지지대의 하부에 상기 지지대와 서로 이격공간을 가지며 설치되어 상기 도가니 내의 실리콘 원료를 용해시키는 한 쌍의 서브 히터와 상기 서브 히터의 하부에 설치되어 열을 차단하는 한 쌍의 단열판과 상기 서브 히터와 단열판 사이에 설치되되 상기 서브 히터와 단열판을 일체로 연결시키는 한 쌍의 절연판 및 상기 서브 히터를 관통하며 설치되되 자체 회전으로 상기 서브 히터를 개별적으로 회전시키는 한 쌍의 회전 전극이 구비된 서브 히터부 및 상기 서브 히터부의 하측에 설치되되 상기 도가니에 접근하여 용해된 실리콘 원료의 응고열을 제거하는 냉각부를 포함하되, 상기 서브 히터는 상기 회전 전극의 회전으로 하부로 대응하게 회전하여 상기 지지대 하부에 개방부를 형성하고, 상기 냉각부는 상부로 이동하되 상기 개방부를 지나 상기 도가니에 접근하여 용해된 실리콘 원료를 응고시켜 실리콘 잉곳을 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서브 히터는 상기 회전 전극을 축으로 하부로 90°회전하여 상기 개방부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 서브 히터는 상기 지지대 하부의 동일평면 상에 설치될 수 있다.
또한, 상기 서브 히터는 그래파이트(graphite) 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 절연판은 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 단열판은 그래파이트(graphite) 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 회전 전극은 상기 서브 히터에 전원을 공급할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 원료를 응고시키는 경우, 상기 회전 전극을 제어하여 상기 서브 히터를 하부로 회전시키는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 냉각부의 상하이동을 제어할 수 있다.
또한, 상기 냉각판은 내부에 냉매가 유동하는 냉매유로가 구비될 수 있다.
또한, 상기 메인 히터부는 상기 써셉터의 외측에 설치되어 상기 실리콘 원료를 측면에서 가열할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 의하면, 고상의 실리콘 원료를 측면 또는 상부에서 가열함과 동시에 하부에서 추가 가열하여 대면적, 대용량의 실리콘 잉곳을 짧은 시간에 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치에 의하면 용해된 실리콘 원료의 응고열을 도가니 하부 방향으로만 효과적으로 제거시켜 실리콘 결정을 하부에서 상부 방향으로 균일하게 일방향으로 성장시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 중 서브 히터부가 하부로 45°회전된 모습을 보여주는 도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 중 서브 히터부가 하부로 90°회전된 모습을 보여주는 도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 중 서브 히터부의 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 중 서브 히터부가 하부로 45°회전된 모습을 보여주는 도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 중 서브 히터부가 하부로 90°회전된 모습을 보여주는 도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 중 서브 히터부의 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 도가니(200)와, 써셉터(300)와, 지지대(400)와, 메인 히터부(500)와, 서브 히터부(600) 및 냉각부(700)를 포함한다.
상기 도가니(200)는 고상의 실리콘 원료(100)가 주입되며 상부가 개방된 정육면체 형상으로 석영으로 제조될 수 있다.
상기 써셉터(300)는 상기 도가니(200)의 외부에 설치되어 도가니(200)를 커버하며 상기 도가니(200)와 동일하게 상부가 개방된 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 써셉터(300)는 열 전달이 우수한 카본 또는 그래파이트(graphite) 재질로 이루어질 수 있다.
상기 지지대(400)는 상기 도가니(200) 및 써셉터(300)의 하부에 설치되어 도가니(200) 및 써셉터(300)를 지지한다.
상기 메인 히터부(500)는 메인 히터(510) 및 단열재(520)를 포함하며 상기 써셉터(300)의 외측에 설치되어 상기 실리콘 원료(100)를 측면에서 가열할 수 있다.
구체적으로, 상기 메인 히터(510)는 상기 써셉터(300)의 외부에 설치되어 상기 도가니(200) 내의 실리콘 원료(100)를 용해시킬 수 있다.
즉, 상기 메인 히터(510)는 상기 써셉터(300)의 외측에 설치되어 후술할 서브 히터부(600)의 서브 히터(610)와 함께 상기 도가니(200) 내의 실리콘 원료(100)를 1420℃ 이상으로 가열하여 용해시킬 수 있다.
상기 단열재(520)는 상기 메인 히터(510)의 외부에 설치되어 상기 메인 히터(510)에서 발생된 열의 외부누출을 차단하여 열손실을 최소화할 수 있다.
한편, 상기 메인 히터부는 도시되지 않았지만, 상기 써셉터(300)의 상측에 설치되어 상기 실리콘 원료(100)를 상부에서 가열하거나, 상기 써셉터(300)의 외측과 상측에 동시에 설치되어 상기 실리콘 원료(100)를 측면과 상부에서 동시에 가열할 수 있음은 물론이다.
상기 서브 히터부(600)는 서브 히터(610)와, 단열판(630)과, 절연판(620) 및 회전 전극(640)을 포함하며 상기 지지대(400)의 하부에 설치된다.
상기 서브 히터(610)는 그래파이트(graphite) 재질로 이루어질 수 있으며, 2개의 히터가 한 쌍으로 이루어지되 상기 지지대(400)의 하부에 상기 지지대(400)와 서로 이격공간을 가지며 설치되어 상술한 메인 히터부(500)의 메인 히터(510)와 함께 상기 도가니(200) 내의 실리콘 원료(100)를 가열하여 용해시킬 수 있다.
이때, 상기 서브 히터(610)는 상기 지지대(400) 하부의 동일평면 상에 설치되어 베이스로부터 동일 높이에 위치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 히터(610)는 한 쌍으로 구성되었으나, 상기 지지대(400)와 서로 이격 공간을 가지는 복수의 쌍으로 구성되어 상기 실리콘 원료(100)를 가열할 수 있음은 물론이다.
상기 단열판(630)은 그래파이트(graphite) 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 서브 히터(610)와 동일하게 2개의 단열판(630)이 한 쌍으로 이루어지되 상기 서브 히터(610)의 하부에 설치되어 상기 서브 히터(610)에서 발생된 열의 외부누출을 차단할 수 있다.
이때, 상기 단열판(630)은 상기 서브 히터(610) 하부의 동일평면 상에 설치되어 베이스로부터 동일 높이에 위치될 수 있다.
한편, 상기 서브 히터(610)가 복수의 쌍으로 구성된 경우, 상기 단열판(630)은 상기 서브 히터(610)와 동일한 쌍으로 구성되어 각각 상기 서브 히터(610)의 하부에 설치될 수 있다.
상기 절연판(620)은 세라믹 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 서브 히터(610) 및 단열판(630)과 동일하게 2개의 절연판(620)이 한 쌍으로 이루어지되 상기 서브 히터(610)와 단열판(630) 사이에 각각 설치되어 상기 서브 히터(610)와 단열판(630)을 일체로 연결시킬 수 있다.
상기 절연판(620)은 상기 서브 히터(610)와 단열판(630)을 전기적으로 절연시킴으로써 서로간의 쇼트를 방지할 수 있다.
한편, 상기 서브 히터(610) 및 단열판(630)이 복수의 동일한 쌍으로 구성된 경우, 상기 절연판(620)은 상기 서브 히터(610) 및 단열판(630)과 동일한 쌍으로 구성되어 각각 상기 서브 히터(610)와 단열판(630) 사이에 설치되어 상기 서브 히터(610)와 단열판(630)을 일체로 연결시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 중 서브 히터부의 평면도이다.
상기 회전 전극(640)은 상기 서브 히터(610)에 전원을 공급하며, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 서브 히터(610)를 관통하며 설치되되, 자체 회전으로 상기 서브 히터(610)를 개별적으로 회전시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 회전 전극(640)은 2개의 전극이 한 쌍으로 이루어지되 각각의 전극이 상기 서브 히터(610)에 개별적으로 설치되어 회전 전극(640)을 축으로 상기 서브 히터(610)를 회전시킬 수 있다.
이때, 상기 회전 전극(640)은 각각 상기 서브 히터(610)의 측부에 설치되어 베이스로부터 동일 높이에 위치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 중 서브 히터부가 하부로 45°회전된 모습을 보여주는 도이고, 도 3은 서브 히터부가 하부로 90°회전된 모습을 보여주는 도이다.
한편, 상기 서브 히터(610)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회전 전극(640)의 회전으로 하부로 대응하게 회전하여 상기 지지대(400) 하부에 개방부(800)를 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 서브 히터(610)는 상기 회전 전극(640)을 축으로 하부로 회전하며 상기 개방부(800)를 형성할 수 있으며, 상기 절연판(620) 및 단열판(630)은 상기 서브 히터(610)와 일체로 형성되어 있으므로 상기 서브 히터(610)가 회전할 때 같이 회전하여 상기 개방부(800)를 형성할 수 있다.
한편, 상기 개방부(800)는 후술할 냉각부(700)가 상부로 이동하는 통로로, 상기 냉각부(700)가 상부로 이동할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 서브 히터(610)가 상기 회전 전극(640)을 축으로 하부로 90°회전하며 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 상기 서브 히터부(600)는 상기 실리콘 원료(100)의 용해시 하부 단열이 가능함과 동시에 히터 역할을 수행하며, 용해된 실리콘 원료(100)의 방향성 응고(Directional Solidification,DS)시 하부로 회전하여 측면의 열손실을 최소화시킬 수 있다.
상기 냉각부(700)는 내부에 냉매가 유동하는 냉매유로(710)가 구비되며, 상기 서브 히터부(600)의 하측에 설치되되 상기 도가니(200)에 접근하여 용해된 실리콘 원료(100)의 응고열을 제거할 수 있다.
구체적으로, 상기 냉각부(700)는 상부로 이동하되 상기 개방부(800)를 지나 상기 도가니(200)에 접근하여 용해된 실리콘 원료(100)를 응고시키되, 상기 실리콘 원료(100)의 응고열을 하부에서만 제거시켜 실리콘 결정을 하부에서 상부 방향으로 균일하게 일방향 성장시킴으로써 주상구조의 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳을 제조할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치는 도시되지 않았지만, 상기 실리콘 원료(100)를 응고시키는 경우, 상기 회전 전극(640)을 제어하여 상기 서브 히터(610)를 하부로 회전시키는 제어부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 상기 회전 전극(640)을 제어하도록 구성됨과 동시에 상기 냉각부(700)의 상하이동을 제어하도록 구성될 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조 장치는 고상의 실리콘 원료(100)를 측면 또는 상부에서 가열함과 동시에 하부에서 가열할 수 있고, 용해된 실리콘 원료(100)의 응고열을 하부에서만 제거시켜 실리콘 결정을 하부에서 상부 방향으로 균일하게 일방향 성장시킴으로써 대면적, 대용량의 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳을 제조할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100:실리콘 원료 200:도가니
300:써셉터 400:지지대
500:메인 히터부 510:메인 히터
520:단열재 600:서브 히터부
610:서브 히터 620:절연판
630:단열판 640:회전 전극
700:냉각부 710:냉매유로
800:개방부
300:써셉터 400:지지대
500:메인 히터부 510:메인 히터
520:단열재 600:서브 히터부
610:서브 히터 620:절연판
630:단열판 640:회전 전극
700:냉각부 710:냉매유로
800:개방부
Claims (11)
- 실리콘 원료가 주입되는 도가니;
상기 도가니의 외부에 설치되어 도가니를 커버하는 써셉터;
상기 도가니 및 써셉터의 하부에 설치되어 도가니 및 써셉터를 지지하는 지지대;
상기 써셉터의 외부에 설치되어 상기 도가니 내의 실리콘 원료를 용해시키는 메인 히터 및 상기 메인 히터의 외부에 설치되어 열을 차단하는 단열재로 이루어지는 메인 히터부;
상기 지지대의 하부에 상기 지지대와 서로 이격공간을 가지며 설치되어 상기 도가니 내의 실리콘 원료를 용해시키는 한 쌍의 서브 히터와, 상기 서브 히터의 하부에 설치되어 열을 차단하는 한 쌍의 단열판과, 상기 서브 히터와 단열판 사이에 설치되되 상기 서브 히터와 단열판을 일체로 연결시키는 한 쌍의 절연판 및 상기 서브 히터를 관통하며 설치되되 자체 회전으로 상기 서브 히터를 개별적으로 회전시키는 한 쌍의 회전 전극이 구비된 서브 히터부; 및
상기 서브 히터부의 하측에 설치되되 상기 도가니에 접근하여 용해된 실리콘 원료의 응고열을 제거하는 냉각부를 포함하되,
상기 서브 히터는 상기 회전 전극의 회전으로 하부로 대응하게 회전하여 상기 지지대 하부에 개방부를 형성하고,
상기 냉각부는 상부로 이동하되 상기 개방부를 지나 상기 도가니에 접근하여 용해된 실리콘 원료를 응고시켜 실리콘 잉곳을 제조하는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 서브 히터는 상기 회전 전극을 축으로 하부로 90°회전하여 상기 개방부를 형성하는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 서브 히터는 상기 지지대 하부의 동일평면 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 서브 히터는 그래파이트(graphite) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 절연판은 세라믹 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 단열판은 그래파이트(graphite) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 회전 전극은 상기 서브 히터에 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 실리콘 원료를 응고시키는 경우, 상기 회전 전극을 제어하여 상기 서브 히터를 하부로 회전시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 냉각부의 상하이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 냉각판은 내부에 냉매가 유동하는 냉매유로가 구비된 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 메인 히터부는 상기 써셉터의 외측에 설치되어 상기 실리콘 원료를 측면에서 가열하는 것을 특징으로 하는 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치.
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| KR1020100049509A KR101116235B1 (ko) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | 일체형 단열-히터를 구비한 태양전지용 다결정 실리콘 잉곳 제조장치 |
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