[实用新型]用于超大晶粒铸锭炉的热场结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于超大晶粒铸锭炉的热场结构，属于光伏行业生产过程中的多晶硅铸锭技术领域。

背景技术

单晶硅和多晶硅是目前太阳能电池行业最主要的两种衬底材料，单晶硅由拉制制得，具有高效率、高成本的特点，多晶硅由铸造制得，电池具有低成本、低效率的特点。超大晶粒是利用多晶铸锭的方法制造出的具有单一晶向和较低缺陷密度的超大晶粒，电池其兼具了低成本和高效率的特点，因而具有很大的优势。美国专利（US2007/0169684A1）及中国专利（200910152970.2）、（201010198142.5）等报道了多种类单晶铸锭的方法，其中最主要的一种方法是在坩埚底部铺特定晶向的单晶作为籽晶，在上面装入硅料，在铸锭炉里控制硅料融化程度，待部分籽晶融化后通过底部冷却使晶体沿籽晶向上生长，最终得到超大晶粒锭。

对于具有四周加热器结构的多晶铸锭炉，由于化料时热量从四周向中心传递，坩埚内部四周温度高，中心温度低，固液界面向上凸，边角籽晶容易熔化，导致超大晶粒锭边角区域有大量多晶形成。现有的多晶硅铸锭炉如中国专利（CN101851782A）所公开的“一种次单晶硅铸锭炉的双腔体隔热笼”其包括在铸锭炉隔热笼内壁设置将隔热笼分割成上下两个腔室的环形挡块，坩埚的底部位于环形挡块的下侧，坩埚其他部分位于环形挡块的上侧，拉大了硅料融化阶段的温度梯度，便于控制籽晶的融化量。

这种热场结构在长晶阶段时，由于坩埚底部位于隔热块的下侧，加热器的热量无法直接辐射到坩埚底部，导致坩埚底部侧壁温度偏低，硅液容易在侧壁结晶，并向硅液内部生长，最终在超大晶粒锭边角区域形成大量多晶，降低了整锭的品质。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种既能方便控制籽晶融化量，又能减少准单晶铸锭边角多晶，提高超大晶粒锭的单晶比例及成品率的用于超大晶粒铸锭炉的热场结构。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型用于超大晶粒铸锭炉的热场结构，它包括隔热笼，隔热笼的内部设置有石英坩埚，该石英坩埚的外围设置有石墨护板，所述石墨护板的外侧设有加热器，所述加热器的下方设置有隔热条，该隔热条底部固定有四根石墨顶杆，其中每根石墨顶杆的中部均固定有石墨挡块，隔热笼底部在石墨顶杆下方设置有一圈环形的保温块，所述保温块中纵向开有四个小孔，每个小孔均位于石墨顶杆的正下方，小孔内设有石墨套管，所述保温块的下方设置有下保温板。

所述隔热条与隔热笼的内壁和石墨护板外侧均留有间隙。

所述隔热条为一个由三层固化碳毡组成的环形隔热条。

本实用新型用于超大晶粒铸锭炉的热场结构具有以下优点：

本实用新型用于超大晶粒铸锭炉的热场结构在隔热笼内加入了可以上下移动的隔热条，硅料融化阶段隔热条位于上位，可以阻止加热器对坩埚底部和DS块的辐射，使固液界面较平，便于控制籽晶熔化量，籽晶厚度也可以控制得较薄，提高超大晶粒锭的成品率，降低准单晶铸锭成本；长晶阶段，石墨挡块位于下位，加热器直接对坩埚底部辐射热量，坩埚底部侧壁温度升高，抑制硅液从侧壁结晶向硅液内部生长，超大晶粒锭边角部分多晶比例降低。

附图说明

图1为本实用新型用于超大晶粒铸锭炉的热场结构在化料阶段的示意图。

图2为本实用新型用于超大晶粒铸锭炉的热场结构在长晶阶段的示意图。

图中：隔热笼 1、石英坩埚2、石墨护板3、加热器4、籽晶5、隔热条6、石墨顶杆7、石墨挡块8、保温块9、石墨套管10、下保温板11。

具体实施方式