[实用新型]生产具有高转换效率准单晶硅锭的铸锭炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及铸锭炉技术领域，尤其是一种生产准单晶硅锭的铸锭炉。

背景技术

太阳能电池根据所用材料的不同可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池又可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。据统计所有安装的太阳电池中，超过90％以上的是晶体硅太阳电池，因此位于产业链前端的硅锭生产对整个太阳电池产业有着很重要的作用。

单晶硅做成的电池效率高，但硅锭生产效率低，能耗大；多晶硅电池效率比单晶硅低一些，但硅锭生产效率高，在规模化生产上较有优势。准单晶硅是介于多晶硅和单晶硅之间的一种物质，准单晶硅具有类似晶格的排列，但又没有单晶材料重复排列的晶格，光电转化效率介于单晶硅和多晶硅之间。

硅锭是在铸锭炉的热场中进行拉制的，热场的优劣对单晶硅质量有很大影响。有的热场虽然能生长单晶，但质量较差，有位错和其他结构缺陷。因此，找到较好的热场条件，配置最佳热场，是非常重要的硅锭工艺技术。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是寻找较好的热场结构以制造出优质准单晶铸锭。

本实用新型提供的技术方案是：一种生产准单晶硅锭的铸锭炉，包括炉体、设置在炉体内的坩埚、加热器和设置在炉体和坩埚之间的保温隔热笼，所述的加热器分别为分布在坩埚的上方的顶部加热器和包围在坩埚周围的四周加热器。

作为优选，所述的顶部加热器和四周加热器分别通过不同的控制开关连接加热电源。

热场主要受热系统影响，热系统变化热场一定变化。加热器是热系统的主体，是热系统的关键部件。在铸锭炉的四周和顶部分别装加热器，并且分开控温，有助于找到控温曲线与设计炉体的平衡点；能控制热场温度在1435～1425℃之间，实现逐步降低；位置在0.0-25.0cm附近，控制长晶速率≤1.5cm/h；降低温度梯度变化时曲率的变化；减少晶核迅速凝结，产生过量的晶核，晶苞。

本实用新型的有益效果是通过改变热场结构，增加热场稳定性，将多晶的生晶时间与长晶状态进行必要控制，有效提高晶粒的尺寸。在不改变多晶铸锭炉大的结构特点的情况下使得硅的生长形式向更有利于趋向大晶粒结构的准单晶形式发展，制造出优质准单晶铸锭，有效的提高硅片制造成电池片的光电转换效率。

附图说明

图1是本实用新型所述四周加热器的示意图；

图2是本实用新型所述顶部加热器的示意图；

图3是本实用新型的生产准单晶硅锭的准单晶硅铸锭炉的剖面图。

图中：1、炉体，2、保温隔热笼，3、坩埚，4、加热器。

具体实施方式

如图1图2图3所示，一种生产准单晶硅锭的准单晶硅铸锭炉，包括炉体1、设置在炉体1内的坩埚3、加热器4和设置在炉体1和坩埚3之间的保温隔热笼2，加热器4分别为分布在坩埚3的上方的顶部加热器和包围在坩埚3周围的四周加热器，顶部加热器和四周加热器分别通过不同的控制开关连接加热电源。

使用该硅铸锭炉生产出的硅锭晶粒个数＜3个/cm²；制成电池片的光电转化效率与多晶硅相比能有效的提高到16.8％以上。