[实用新型]用于铸锭炉的分体式隔热笼

说明书

技术领域

本实用新型属于铸锭炉的隔热笼结构设计和制造技术领域，具体涉及一种用于铸锭炉的分体式隔热笼。 

背景技术

太阳能光伏发电是目前发展最快的可持续能源利用的形式之一，近些年来在各国都得到了迅速的发展。目前，应用最为普遍使用的是晶体硅太阳能电池，现有的晶体硅太阳能电池主要由单晶硅片或多晶硅片制成。单晶硅太阳能电池片转换效率高，成品质量好，但单晶硅片存在制备成本高、产量低的缺点。多晶硅生产成本较单晶硅低，生产周期短和产量大。目前多晶硅片主要是采用定向凝固法进行铸锭的，在铸锭过程中，原生多晶硅在高温下先全部熔化，然后再重新形核生长为多晶硅锭，经过开方切片后得到最终的多晶硅片。这一工艺在长晶开始时，熔化的硅液在坩埚底部异质形核，形成大量的晶核，在长晶过程中，这些晶核逐渐长大，并相互合并，形成柱状晶粒。这种前期硅料完全熔化然后长晶的工艺生产出的多晶硅晶粒小，晶界位错多，少子寿命低，制成的太阳能电池光电转换效率较单晶硅太阳能电池低。目前解决这一问题的方法之一是在坩埚底部铺设单晶，在熔化的过程中通过一定的控制方法使底部的单晶不熔化，在长晶时作为籽晶，硅液在单晶硅上直接生长，从而减少多晶硅的晶界和位错，生产出接近单晶硅的准单晶硅。 

目前铸造单晶硅控制籽晶熔化程度的措施主要有：在熔化阶段打开隔热笼散热或在热交换块下方通入冷却水(气)，但这种方法使用的是一体式隔热笼，在长晶过程中隔热笼打开时整体热量散失较多，能耗高，且硅液内部的温度梯度不大，籽晶的熔化程度难以控制。 

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，对原有的一体式的侧隔热笼进行了改进，提供了一种用于铸锭炉的分体式隔热笼，其可以降低生产的能耗，提高可操作性和降低工艺难度。 

本实用新型通过下列技术方案解决上述问题：提供一种用于铸锭炉的分体式隔热笼，其特征在于：该分体式隔热笼由上侧隔热笼和下侧隔热笼组成，且上侧隔热笼和下侧隔热笼的底端四周设有向内突出的环形挡块。 

根据本实用新型的一种优选实施方式，该环形挡块为L形。 

根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，所述的上侧隔热笼由吊杆固定在上炉体上，下侧隔热笼由提升连杆连接，可以上下运动。当下侧隔热笼闭合时，下侧隔热笼的顶端不低于上侧隔热笼的环形挡块上表面。 

根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，顶加热器和侧加热器位于上侧隔热笼内，顶加热器和侧加热器与上侧隔热笼之间存在间隙(即不接触)。 

根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，热交换块由支柱固定于下侧隔热笼内，并低于上侧隔热笼底端的环形挡块。 

根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，上侧隔热笼上部设有顶隔热板，下侧隔热笼底部设有内与其闭合的固定的底隔热板，底隔热板上设有能与下侧隔热笼底端环形挡块密封接触的凹槽。凹槽位于底隔热板的边缘，可与下侧隔热笼底端环形挡块密封接触。当隔热笼闭合时，环形挡块顶端与底隔热板顶面位于一个平面，可与底部隔热板更好的闭合，减少热量损失。 

根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，隔热笼是由起支撑作用的钢架和起保温作用的碳毡组成，突出的环形隔热挡块所用材料的与隔热笼主体部分的材料一致。 

本实用新型中，侧隔热笼分为固定和活动的上下两部分，并由上侧隔热笼底端的环形挡块将热腔室分隔为上下两部分，上下两个腔室为两个相对独立的部分。由于上腔室底部环形的隔热挡块的阻挡效应，上腔室加热器产生的热量无法直接辐射到下腔室，使得下腔室的升温速率低，这样在坩埚内部 的温度梯度较大，可以保证坩埚底部的单晶籽晶在熔化阶段不上浮熔化。由于隔热笼被分为上下两部分，在下腔室打开时，上隔热笼相对封闭，上腔室的热量散失减少，因此能耗降低。在整个生产工艺中上侧隔热笼固定不动，只有下侧隔热笼运动，可以有效的节省炉体空间，降低整个炉体的高度。 

附图说明

图1是本新型实用的分体式隔热笼的结构示意图。 

图2是本实用新型的分体式隔热笼的工作状态示意图。 

图3是本实用新型的分体式隔热笼的上侧隔热笼3和下侧隔热笼4的环形挡块，以及下隔热板11的凹槽的局部放大示意图。