[实用新型]一种大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多晶硅生产设备，特别是涉及一种太阳能光伏行业定向凝固法生产大尺寸多晶硅锭用铸锭炉热场结构。

背景技术

目前光伏行业发展迅速，并且市场竞争激励，提高硅锭质量和降低生产成本成为重中之重，大尺寸多晶硅锭成为目前发展趋势，不断提升多晶硅锭重量和节能降耗是下一步降低成本的重要途径。

现有多晶硅铸锭炉的热场可生产的硅锭主要有:重量为450kg的硅锭，可开方二十五块硅块的硅锭，即G5硅锭；通过纵向生长而成的硅锭。以上铸锭重量小，出材率低，单位耗能高，成本高。

多晶硅铸锭炉是用于制造多晶硅锭的设备，它是将硅料熔融后通过定向凝固冷凝结晶，使其形成晶相一致的硅锭，从而达到太阳能电池生产对硅片品质的要求，其中长晶界面形状是影响大尺寸多晶硅锭晶体质量的主要原因之一，平坦或微凸的长晶界面可以得到有效的柱状晶，减少晶界，降低晶体中的位错和杂质。

多晶铸锭过程中首先将选好的籽晶铺到坩埚底部，再将多晶硅原料放入石英坩埚底部，然后加热、熔化、长晶、退火、冷却等定向凝固法生产多晶硅锭。常规多晶硅铸锭热场，温度分布不适合，质量提升不明显。

现有多晶铸锭炉设有顶部，底部加热器，特别是G5多晶铸锭炉，装料量较小，其热场结构不利于大尺寸硅锭的生长，长晶过程的固液界面也凸凹明显，不利于长晶过程中的排杂，对晶体的整体质量有较大的影响。

发明内容

 本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，与铸造大尺寸硅锭工艺相匹配的大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构。

    本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本实用新型是一种大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构，其特点是：包括由上保温板、下保温板和侧保温板围成的隔热笼，上保温板上设有伸入到隔热笼内的进气管，在隔热笼内下部设有定向凝固块，定向凝固块的下部设有若干根支撑定向凝固块的石墨支撑柱，在定向凝固块上设有石墨坩埚，石墨坩埚内设有石英坩埚，在石墨坩埚的周围设有石墨加热器，在石墨坩埚的底部四周与侧保温板之间设有与侧保温固定的隔温板。

   本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构，其特点是：所述的石墨加热器为片状石墨加热器。

   本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构，其特点是：所述的石墨加热器包括设在石墨坩埚上方的若干片上石墨加热器，设在石墨坩埚四周的若干片侧石墨加热器和设在石墨坩埚下方的若干片下石墨加热器；上石墨加热器距上保温板下表面的距离为10-100mm，下石墨加热器距定向凝固块的距离为10-100mm，侧石墨加热器距侧保温板距离为20-250mm、距上石墨加热器的距离为50-250mm。

   本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构，其特点是：所述的上石墨加热器和侧石墨加热器均通过悬臂吊装在上保温板上，所述的下石墨加热器通过悬臂吊装在侧保温板上。

   本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构，其特点是：所述的上石墨加热器设有8－12片，每片上石墨加热器的长度均为1100－1360mm，宽度为20-200mm，厚度为5-20mm。

   本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构，其特点是：所述的下石墨加热器设有6－8片，每片下石墨加热器的长度为1100-1360mm，宽度为20-200mm，厚度为5-20mm。

   本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构，其特点是：在石墨坩埚的一侧设有1－5片侧石墨加热器，每片的长度为1100-1360mm，宽度为20-200mm，厚度为5-20mm。

   本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构，其特点是：所述的侧石墨加热器为矩形、U形、S形或蛇形。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的大尺寸硅锭多晶铸锭炉新型热场结构，其特点是：石墨坩埚由石墨侧板和石墨底板构成。