[发明专利]一种分层控温的多晶铸锭炉

说明书

本发明公开了一种分层控温的多晶铸锭炉，包括炉体、设于所述炉体底部、用以放置硅料的冷却台和设于所述炉体内部与所述冷却台外周之间的加热器；所述加热器包括设于所述冷却台周部且沿所述炉体高度方向设置的多个侧部加热器和设于所述侧部加热器及所述冷却台上方的顶部加热器；多个所述侧部加热器分别连接不同的供电模块以便于分别控制任一所述侧部加热器的加热温度。上述分层控温的多晶铸锭炉可以更加精准调整炉体内热场的温度梯度，精确控制多晶硅锭的生产速度，解决硅锭后期长晶速度慢及减少硅锭中上部的位错增殖，提高中上部硅锭的成晶质量和电池转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏领域，特别涉及一种分层控温的多晶铸锭炉。

背景技术

在太阳能行业的多晶铸锭过程中，装满高纯硅料的坩埚会放入多晶铸锭炉中，通过加热器通电加热，使硅料全部熔化成硅熔液。随后，通过打开热门或提升侧部隔热笼，降低冷凝台温度同时间接降低坩埚内硅熔液温度，进而开始晶体成核和生长。

目前多晶铸锭炉的加热器通常分布在坩埚的四周，在坩埚的顶部和侧部共五面进行加热，也有一些炉台同时在坩埚下方设置有单独的一套石墨加热器进行独立控制，形成六面加热的热场结构。这些坩埚顶部、侧部或底部的加热器通常采用石墨或碳-碳材质，采用板状或管状进行加热。在目前的铸锭炉中绝大部分侧部加热器多为单层结构，难以利用侧加热器调节热场温度梯度，不利于铸锭工艺中长晶工序的长晶速度控制，直接影响铸锭效率和铸锭质量。

因此，如何精确控制多晶铸锭炉内的温度梯度进而控制长晶速度、提高成晶质量成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种分层控温的多晶铸锭炉，该多晶铸锭炉能够精确调节热场温度梯度，控制硅锭长晶速度，提高成晶质量和电池转换效率。

为实现上述目的，本发明提供一种分层控温的多晶铸锭炉，包括炉体、设于所述炉体底部、用以放置硅料的冷却台和设于所述炉体内部与所述冷却台外周之间的加热器；

所述加热器包括设于所述冷却台周部且沿所述炉体高度方向设置的多个侧部加热器和设于所述侧部加热器及所述冷却台上方的顶部加热器；

多个所述侧部加热器分别连接不同的供电模块以便于分别控制任一所述侧部加热器的加热温度。

可选地，所述侧部加热器包括设于所述冷却台的下周部的第一侧部加热器和设于所述第一侧部加热器上方的第二侧部加热器；

所述供电模块包括连接所述第一侧部加热器的第一供电模块和连接所述第二侧部加热器连接第二供电模块。

可选地，所述第一侧部加热器和所述第二侧部加热器的相同侧的加热片位于同一竖直平面内。

可选地，还包括连接所述第一侧部加热器的第一温度传感器、连接所述第二侧部加热器的第二温度传感器和连接所述顶部加热器的顶部温度传感器。

可选地，所述顶部加热器与所述第二侧部加热器串接。

可选地，还包括连接所述顶部加热器的顶部供电模块。

可选地，所述第一侧部加热器、所述第二侧部加热器和所述顶部加热器均为石墨加热器。

可选地，还包括设于所述第二侧部加热器上方的第三侧部加热器以及连接所述第三侧部加热器的第三供电模块和第三温度传感器。

可选地，所述加热器和所述炉体之间设有用以隔热保温的隔热笼。

可选地，所述冷却台的周向设有坩埚护板组件。