[实用新型]晶硅铸锭加热器

说明书

本实用新型涉及一种晶硅铸锭加热器，包括顶部加热器；侧部加热器，包括侧部上加热器及侧部下加热器，其中所述侧部上加热器和顶部加热器串联形成串联单元，所述串联单元和侧部下加热器分别独立连接电源。上述晶硅铸锭加热器,侧部加热器分成两部分，一部分独立连接电源，另一部分与顶部加热器串联，从而在长晶过程中可以方便地控制各自的发热功率，从而可以灵活控制侧部加热器向硅料辐射热量，优化长晶耗时和铸锭周期。

技术领域

本实用新型涉及硅锭铸锭制备领域，特别是涉及一种晶硅铸锭加热器。

背景技术

定向结晶铸造多晶硅锭工艺简单易于工业化生产，输出产量大，且相对生产成本低，所以铸造多晶硅是使用最广泛的太阳能材料。然而与传统的火力发电相比，太阳能光伏发电成本依然较高，因此仍需进一步优化多晶硅铸锭工艺，提高生产量，提高多晶硅锭质量，提高光电转换效率，进而降低太阳能发电成本。

定向凝固长晶是通过冷热交换块(DSS块)向下传导热量，同时由多晶硅铸锭炉内的加热系统补偿热量，从而在硅熔液中形成纵向的温度梯度，生长出晶向不同的柱状多晶硅。但实际的铸锭过程，硅熔液中不仅有较大的纵向温度梯度，还有比较明显的横向温度梯度，长晶界面是凹凸不平的“W”状，铸锭过程中晶体中存在较多的热应力，也是多晶硅锭中形成位错束的重要原因。多晶硅铸锭炉的加热体系包括顶部加热器和侧部加热器，少部分铸锭炉中还包括底部加热器，顶侧底部加热器相互并联，在隔热笼打开过程中，分别从顶侧底部对硅溶液补偿热量，但是随着晶体不断生长，硅熔液接收顶侧部加热器辐射的热量越来越多，通过DSS块向外传导热量越来越慢，硅熔液中的纵向温度梯度减小，长晶速度会越来越慢，制约了长晶耗时和铸锭周期，从而影响铸锭能耗和生产成本。

实用新型内容

基于此，有必要针对保持长晶耗时和铸锭周期长的问题，提供一种晶硅铸锭加热器。

一种晶硅铸锭加热器，包括

顶部加热器；

侧部加热器，包括侧部上加热器及侧部下加热器，其中所述侧部上加热器和顶部加热器串联形成串联单元，所述串联单元和侧部下加热器分别独立连接电源。

上述晶硅铸锭加热器,侧部加热器分成两部分，一部分独立连接电源，另一部分与顶部加热器串联，从而在长晶过程中可以方便地控制各自的发热功率，从而可以灵活控制侧部加热器向硅料辐射热量，优化长晶耗时和铸锭周期。

在其中一个实施例中，所述串联单元连接至三相交流电源,所述侧部下加热器连接至不同的三相交流电源。

在其中一个实施例中，所述顶部加热器包括处于同一平面的并排设置的2个蛇型加热器，每个蛇形加热器的两侧分别设置有2个S型加热器，所述侧部上加热器沿圆周方向均布有4处，每个侧部上加热器包括2个并排设置的U型加热器，所述顶部加热器和所述4处的侧部上加热器形成两个串联子单元，其中每个串联子单元由1个蛇形加热器及其两侧的2个S型加热器将4个依次排列的U型加热器串联形成，所述串联子单元中的2个S型加热器上分别连接有石墨电极。

在其中一个实施例中，所述串联子单元中，沿所述圆周方向，相邻的所述U型加热器通过S型加热器或蛇型加热器依次串联，其中所述蛇型加热器的两端分别通过一个转接板连接至U型加热器，S型加热器的两端分别通过一个转接板连接至U型加热器。

在其中一个实施例中，所述S型加热器所连接的转接板的宽度与S型加热器的宽度差小于10毫米。

在其中一个实施例中，所述侧部上加热器的内表面和所述侧部下加热器的内表面处于同一平面上。

在其中一个实施例中，所述侧部上加热器与所述侧部下加热器之间的距离为10毫米～60毫米。

在其中一个实施例中，所述侧部下加热器的电阻不大于侧部上加热器和顶部加热器串联的电阻之和；所述侧部上加热器的电阻小于侧部上加热器和顶部加热器串联的电阻之和的1/2。