[实用新型]石墨盖板及应用该石墨盖板的多晶铸锭炉

说明书

本实用新型公开了一种石墨盖板及应用该石墨盖板的多晶铸锭炉，多晶铸锭炉包括炉体、设于炉体内的隔热笼、设于隔热笼内的石英坩埚、石墨盖板、以及穿设于炉体、隔热笼的石墨导气管，石墨盖板设于石英坩埚的顶端，且与石墨导气管的出气口相抵触，石墨盖板包括与石墨导气管的出气口相抵触的第一区域、以及设于第一区域外周的第二区域，第二区域的厚度大于第一区域的厚度，第一区域内设有第一螺旋孔、以及设于第一螺旋孔外围且旋向相同的多个第二螺旋孔，各个第二螺旋孔绕第一螺旋孔的中心轴线环形阵列排布。本实用新型中多晶铸锭炉通过采用本实用新型提供的石墨盖板解决现有多晶铸锭炉制作的硅锭中碳杂质含量较高的问题。

技术领域

本实用新型涉及多晶硅铸锭设备技术领域，特别是涉及一种石墨盖板及应用该石墨盖板的多晶铸锭炉。

背景技术

当前市场环境和技术的进步，多晶发展已经进入一个新的阶段，晶体硅通常采用电镀金刚线或树脂金刚线进行切割，其优点为表面损伤少、洁净度高、机械不良率低、硅料损耗少、出片率高、切割过程环保等，从降低成本、提高市场竞争力以及平价上网的需要，多晶的金刚线切割已经势在必行。在金刚线切割多晶过程中，如果遇到硬质点，受摩擦的线可能沿着槽一侧爬升很容易导致切片断线，金刚线切割多晶线痕率高、切片良率偏低等问题，其是多晶铸锭面临的主要问题。

碳作为铸锭多晶硅中的一种杂质，碳主要来源于多晶原料、生长炉内气氛、石英坩埚与石墨加热元件的热化学反应等。当碳含量过高，容易导致硅溶液在定向凝固长晶过程中形成碳沉淀、碳化硅夹杂物、位错等，不仅会在多晶硅锭切割工艺中增加断线事故、线痕率高的风险，而且还会导致制作成的电池片漏电率高、转换效率低等问题，因此，有必要减少多晶硅锭中的碳含量。

现有用于生产多晶硅太阳能电池的多晶硅片通常采用定向凝固多晶铸锭炉制备，现有的多晶铸锭炉通常直接由惰性气体垂直吹进硅锭表面，然而一般硅料熔化完成后就会开始降温到长晶温度，自由挥发时间较短，大部分的杂质还存在硅液中，长晶阶段将硅液的粘度较大，杂质很难在硅溶液中得到充分扩散，液相成分分布不均匀，导致凝固后的硅锭中存在杂质富集区，致使硅锭碳含量偏高，严重影响切片良率和硅片本身的质量和性能。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于提出一种石墨盖板及应用该石墨盖板的多晶铸锭炉，解决现有多晶铸锭炉制作的硅锭中碳杂质含量较高的问题。

本实用新型提供一种石墨盖板及应用该石墨盖板的多晶铸锭炉，具体技术方案如下：

一种石墨盖板，应用于多晶铸锭炉中，所述多晶铸锭炉包括炉体、设于所述炉体内部的隔热笼、设于所述隔热笼内的石英坩埚、以及穿设于所述炉体、所述隔热笼的石墨导气管，所述石墨盖板设于所述石英坩埚的顶端，所述石墨导气管的出气口与所述石墨盖板相抵触，所述石墨盖板包括与所述石墨导气管的出气口相抵触的第一区域、以及设于所述第一区域外周的第二区域，所述第二区域的厚度大于所述第一区域的厚度，所述第一区域内设有一第一螺旋孔、以及设于所述第一螺旋孔外围且旋向相同的多个第二螺旋孔，各个所述第二螺旋孔绕所述第一螺旋孔的中心轴线环形阵列排布。

本实用新型提供的石墨盖板通过设置的第一区域内的第一螺旋孔和第二螺旋孔，该第一螺旋孔便于观察和测量硅锭的溶化和长晶速率，当惰性气体流经第一螺旋孔和第二螺旋孔后，惰性气体的对流方式发生改变，形成旋转出气方式，使得从第一螺旋孔和第二螺旋孔旋转喷出的惰性气体会带动石英坩埚内的硅液进行旋转，从而使硅液中含有的碳杂质在硅溶液中得到充分扩散，使液相成分分布均匀，避免凝固后的硅锭中存在杂质富集区形成硬杂占，其可促使硅液中含有可挥发杂质尽快挥发，使得硅液中的碳杂质充分分凝，并分布到硅锭的边缘，从而降低硅锭中间区域的碳杂质含量，可有效降低切片断线率，解决了现有多晶铸锭炉制作的硅锭中碳杂质含量较高的问题。

另外，根据本实用新型提供的石墨盖板，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述第一区域的大小与所述石墨导气管的出气口的大小相同，所述第一螺旋孔的孔径大于所述第二螺旋孔的孔径。