[发明专利]一种晶体硅铸锭炉

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制作工艺技术领域，更具体地说，涉及一种晶体硅铸锭炉。

背景技术

在晶体硅铸锭时，硅料盛放在石英坩埚里，在铸锭炉中经过抽真空、高温熔化、长晶、退火、冷却等工艺最后形成纯度很高的晶体硅锭。在生产过程中，可能出现由于石英坩埚破裂等原因造成硅液溢流问题的发生，一旦硅液溢流问题得不到及时有效的处理，溢流的高温硅液将会在炉体底部堆积，烧穿炉体钢板，从而引发灾难性的事故发生。因此，在铸锭炉中需要设置专门的硅液溢流保护装置以避免发生生产事故。

参考图1，图1为现有技术的一种设置有硅液的溢流保护装置的晶体硅铸锭炉的结构示意图，包括：炉体1；通过支撑部件固定在所述炉体内的隔热笼5，所述隔热笼5底部为热交换台4；设置在所述隔热笼5内的石墨坩埚3；设置在所述石墨坩埚3内的石英坩埚2；通过支架设置在所述热交换台4正下方的保温坩埚底板6，所述保温坩埚底板6的两端下方均设有一个硅液承接器7，所述硅液承接器7设置在所述炉体1底部的岩棉10上，且所述硅液承接器7底部设置有链接控制器9的硅液溢流检测丝8；设置在所述岩棉10上的中心护套12和支架套管11；其中所述石墨坩埚3底部及热交换台4两端均设有导流孔。当炉内石英坩埚意外破裂，导致硅液溢流时，硅液通过设置在所述石墨坩埚底部的导流孔，再通过设置在热交换台4两端的导流孔，按照图中箭头所示方向流动，一部分硅液聚集在所述保温坩埚底板6上，一部分聚集在铸锭炉底部，而流向所述承接器7的硅液将烧断所述硅液溢流检测丝8，从而通过控制器9，控制整个铸锭系统停止对炉体1的加热，同时采取迅速降温处理，通过真空控制系统，从炉体上方的充气口向炉内提供大量惰性气体，对炉体1内的硅液进行降温使其温度降至安全温度范围。

发明人研究发现，现有的晶体硅铸锭炉主要是通过所述导流孔进行硅液导流、通过熔断设置在承接器7内的硅液溢流检测丝8进行硅液溢流检测。但是，正如图1中所示，硅液溢流检测丝8设置在炉体1底部的承接器7中，硅液溢流检测丝8安装位置与硅液泄漏点距离过大，当石英坩埚2意外破裂硅液15发生溢流时，只有当硅液流至炉体底部的承接器7内时才能启动报警装置，硅液溢流检测滞后，不能及时发出事故警报，进而导致硅液溢流处理滞后；且硅液流通路径杂乱，污染面积大，如图1中炉体底部、保温坩埚底板上及承接器中均有硅液堆积。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种晶体硅铸锭炉，该铸锭炉设置有溢流保护装置，可以及时地检测硅液溢流事故的发生，并处理硅液溢流问题，且硅液流通路径可控制、单一、污染面积小。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种晶体硅铸锭炉，包括：

炉体；

设置在所述炉体内的坩埚；

位于所述坩埚底部下方的坩埚底板，所述坩埚底板上设置有贯穿坩埚底板的多个导流孔；

位于所述坩埚底板下方的冷却块，所述冷却块设置有至少一个导流槽；

设置于所述冷却块下方的导流管，所述导流槽连通所述导流孔和所述导流管；

所述导流管的腔道上端靠近冷却块位置设置有硅液溢流检测丝，所述检测丝连接所述铸锭炉外部的硅液溢流控制装置。

优选的，所述铸锭炉还包括：

设置所述坩埚底板四周的围板。

优选的，所述多个导流孔成点阵式排布。

优选的，每一行或每一列导流孔下方均有一个与之对应的导流槽。

优选的，所述导流槽是通过设置在其硅液溢流端的硅液溢流口与所述导流管连通的。

优选的，所述导流槽的中间深度最浅，两边深度对称增加。

优选的，每个导流槽两端均设置有一个硅液溢流口，。

优选的，所述硅液溢流检测丝连接及分布方式为：

以任一导流管为参照，在其腔道上端靠近对应硅液溢流口的径向位置设置有一段硅液溢流检测丝；

所述一段硅液溢流检测丝两端分别向下延伸，敷设于导流管管壁内，两端均延伸至隔热笼外；

延伸至隔热笼外的硅液溢流检测丝的一端和接于同一导流槽上的导流管管壁内延伸至隔热笼外的硅液溢流检测丝其中一端连接，实现接在同一导流槽的一对导流管中的硅液溢流检测丝串联，所述一对导流管中的硅液溢流检测丝有两个自由端；

将所有导流管中的硅液溢流检测丝的自由端按照设定的连接顺序串接在一起后，有两个自由端，分别连接硅液溢流控装置的正负极。

优选的，所述导流管的腔道为锯齿形腔道。

优选的，所述铸锭炉还包括设置在炉体底部中央的辅助充气口。