一種鑄錠爐的二次加料裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種鑄錠爐的二次加料裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 自進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)成為了世界上增長(zhǎng)最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在各類太 陽(yáng)能電池中,晶體硅(單晶、多晶)太陽(yáng)能電池占有極其重要的地位,目前占據(jù)了光伏市場(chǎng) 75%以上的份額。晶體硅太陽(yáng)能電池利用p~n結(jié)的光生伏特效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換,從發(fā)展 的觀點(diǎn)來(lái)看,晶體硅太陽(yáng)能電池在未來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。
[0003] 但隨著光伏市場(chǎng)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng),傳統(tǒng)的多晶鑄錠成本和質(zhì)量已經(jīng)越來(lái)越不能滿 足市場(chǎng)的要求,近年來(lái)有部分企業(yè)通過(guò)改造鑄錠爐增加裝料量來(lái)降低其鑄錠成本,同時(shí)開 發(fā)高效鑄錠工藝增加光伏轉(zhuǎn)換效率,在以上技術(shù)發(fā)展中,低成本和高效率始終是鑄錠行業(yè) 發(fā)展的主旋律。
[0004] 對(duì)于多晶鑄錠,單爐裝料量是影響其成本的最關(guān)鍵指標(biāo),提高裝料量可顯著降低 鑄錠成本,但由于多晶硅料的不規(guī)則形狀,坩堝內(nèi)的硅料熔化后使得坩堝上方區(qū)域仍有大 量的空間可以容納硅料,如何利用此部分空間是降低鑄錠成本的途徑之一;另外近年來(lái)發(fā) 展的摻鎵多晶鑄錠技術(shù)由于硅錠頂部電阻率過(guò)低,導(dǎo)致鑄錠成本偏高。
[0005] 根據(jù)以上問(wèn)題,亟需開發(fā)一種鑄錠爐,能夠在內(nèi)部硅料熔解后,仍能夠繼續(xù)添加物 料,以保證單爐的生產(chǎn)效率,或者能夠通過(guò)后續(xù)添加其他添加劑來(lái)使鑄錠的電阻率分布均 勻化,降低鑄錠的生產(chǎn)成本。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的目的在于提出一種鑄錠爐的二次加料裝置,所述二次加料裝置能夠 在鑄錠爐內(nèi)部硅料熔解后,仍能夠繼續(xù)向鑄錠爐內(nèi)添加物料,以保證單爐的生產(chǎn)效率,或者 能夠通過(guò)后續(xù)添加其他添加劑來(lái)使鑄錠的電阻率分布均勻化,降低鑄錠的生產(chǎn)成本。
[0007] 為達(dá)此目的,本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008] 一種鑄錠爐的二次加料裝置,所述裝置與鑄錠爐腔體連通,所述鑄錠爐腔體的頂 部設(shè)有氬氣進(jìn)氣管,所述裝置包括儲(chǔ)料倉(cāng)和閥門,所述儲(chǔ)料倉(cāng)通過(guò)所述氬氣進(jìn)氣管與鑄錠 爐腔體連通,所述閥門設(shè)于儲(chǔ)料倉(cāng)和氬氣進(jìn)氣管之間,所述閥門控制所述儲(chǔ)料倉(cāng)的開閉,打 開閥門時(shí)所述儲(chǔ)料倉(cāng)中的物料經(jīng)過(guò)所述氬氣進(jìn)氣管落入鑄錠爐內(nèi)的坩堝中。
[0009] 進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述氬氣進(jìn)氣管和所述儲(chǔ)料倉(cāng)可拆卸地連接。
[0010] 進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述氬氣進(jìn)氣管上設(shè)有物料進(jìn)料口,所述物料進(jìn)料口上設(shè)有 第一法蘭;所述儲(chǔ)料倉(cāng)外部設(shè)有第二法蘭,所述第一法蘭和第二法蘭通過(guò)螺栓連接。
[0011] 進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述儲(chǔ)料倉(cāng)包括倉(cāng)體和上蓋,所述上蓋鑲嵌有透明玻璃。
[0012] 進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述透明玻璃與上蓋之間設(shè)有密封圈。
[0013] 進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述儲(chǔ)料倉(cāng)的個(gè)數(shù)至少為1個(gè)。
[0014] 進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述閥門為球閥,所述球閥上安裝有閥桿。
[0015] 本實(shí)用新型的有益效果:
[0016] 本實(shí)用新型提供的一種鑄錠爐的二次加料裝置,所述二次加料裝置包括儲(chǔ)料倉(cāng)和 閥門,通過(guò)控制閥門的閉合來(lái)控制儲(chǔ)料倉(cāng)中物料的下落,在合適的時(shí)機(jī)打開閥門實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄 錠爐中坩堝內(nèi)物料進(jìn)行補(bǔ)充,單爐生產(chǎn)率提高,或后期添加合適的物料對(duì)鑄錠的性能提高 有所幫助,提高成品率,降低成本。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的二次加料裝置與鑄錠爐的裝配關(guān)系示意圖;
[0018] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的二次加料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 其中,1、鑄錠爐腔體;2、氬氣進(jìn)氣管;3、儲(chǔ)料倉(cāng);4、閥門;5、坩堝;6、物料進(jìn)料口; 7、第一法蘭;8、第二法蘭;9、倉(cāng)體;10、上蓋;11、透明玻璃。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 圖1是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的鑄錠爐的二次加料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如 圖1所示,所述鑄錠爐的二次加料裝置與鑄錠爐腔體1連通,所述鑄錠爐腔體1的頂部設(shè)有 氬氣進(jìn)氣管2,該二次加料裝置裝置包括儲(chǔ)料倉(cāng)3和閥門4,如圖2所示。其中,儲(chǔ)料倉(cāng)3通 過(guò)所述氬氣進(jìn)氣管2與鑄錠爐腔體1連通,閥門4設(shè)于儲(chǔ)料倉(cāng)3和氬氣進(jìn)氣管2之間,氬氣 進(jìn)氣管2和儲(chǔ)料倉(cāng)3之間是可拆卸地連接,具體地本實(shí)施例中采用法蘭連接,氬氣進(jìn)氣管2 上設(shè)有物料進(jìn)料口 6,物料進(jìn)料口 6上設(shè)有第一法蘭7,儲(chǔ)料倉(cāng)3的外部設(shè)有第二法蘭8,第 一法蘭7和第二法蘭8之間通過(guò)螺栓連接,便于拆卸,所述閥門4設(shè)在儲(chǔ)料倉(cāng)2與所述氬氣 進(jìn)氣管2之間,所述閥門4為球閥,球閥上安裝有閥桿,通過(guò)控制閥桿來(lái)控制球閥的開閉,打 開所述球閥,裝在所述儲(chǔ)料倉(cāng)3中的物料能夠在重力作用下自動(dòng)滑落至所述鑄錠爐腔體1 內(nèi)的坩堝5中。
[0023] 所述儲(chǔ)料倉(cāng)3包括倉(cāng)體9和上蓋10,所述上蓋10上鑲嵌有透明玻璃11,所述透明 玻璃11與上蓋10之間設(shè)有密封圈,保證整體裝置的密封性。
[0024] 利用帶有所述二次加料裝置鑄錠爐制造一種摻鎵多晶硅鑄錠的具體步驟如下:
[0025] 步驟一、在坩堝5內(nèi)壁上涂敷氮化硅涂層;將多晶硅料和鎵摻雜劑的混合物放入 所述坩堝5內(nèi);
[0026] 步驟二、在儲(chǔ)料倉(cāng)3內(nèi)放入適量的N型母合金;
[0027] 步驟三、對(duì)所述鑄錠爐抽真空,通過(guò)氬氣進(jìn)氣管2放入適量氬氣,然后加熱,加熱 溫度為1500_1550°C,使混合物按照從上到下的順序逐漸熔化,當(dāng)混合物中的鎵摻雜劑開始 熔化時(shí),調(diào)節(jié)爐壓,使?fàn)t壓為700-800mbar ;
[0028] 步驟四、進(jìn)入結(jié)晶階段后,調(diào)節(jié)鑄錠爐的參數(shù),使所述混合物的熔體在豎直向上的 溫度梯度下自下向上生長(zhǎng),調(diào)節(jié)合適的爐壓;
[0029] 步驟五、待熔融混合物結(jié)晶至總鑄錠高度的60-80%時(shí),打開二次加料裝置的球 閥,使N型母合金進(jìn)入坩堝5內(nèi),剩余的熔體繼續(xù)結(jié)晶直至完全凝固,退火、冷卻,即可得到 二次摻雜N型母合金的摻鎵多晶硅鑄錠。
[0030] 對(duì)比例1
[0031] 與實(shí)施例1不同的是:不利用所述的二次加料裝置在熔融混合物結(jié)晶階段添加實(shí) 施例1中的N型母合金。
[0032] 將實(shí)施例1和對(duì)比例1生產(chǎn)出的多晶硅鑄錠作性能對(duì)比,比較電阻率分布、少子壽 命、鑄錠收率及電池光致衰減率,如表1所示。
[0033] 由表1可見,實(shí)施例1中制備的多晶硅鑄錠與對(duì)比例1中多晶硅鑄錠相比,本實(shí)用 新型實(shí)施例1提供的多晶硅鑄錠電阻率分布較窄,由此獲得的鑄錠收率高于對(duì)比例1中多 晶娃鑄錠的鑄錠收率,降低了鑄錠成本。
[0034] 表 1
[0035]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鑄錠爐的二次加料裝置,所述裝置與鑄錠爐腔體(1)連通,其特征在于,所述鑄 錠爐腔體(1)的頂部設(shè)有氣氣進(jìn)氣管(2),所述裝置包括儲(chǔ)料倉(cāng)(3)和閥口(4),所述儲(chǔ)料 倉(cāng)(3)通過(guò)所述氣氣進(jìn)氣管(2)與鑄錠爐腔體(1)連通,所述閥口(4)設(shè)于儲(chǔ)料倉(cāng)(3)和 氣氣進(jìn)氣管(2)之間,所述閥口(4)控制所述儲(chǔ)料倉(cāng)(3)的開閉,打開閥口(4)時(shí)所述儲(chǔ)料 倉(cāng)(3)中的物料經(jīng)過(guò)所述氣氣進(jìn)氣管(2)落入鑄錠爐內(nèi)的相蝸巧)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述鑄錠爐的二次加料裝置,其特征在于,所述氣氣進(jìn)氣管(2)和所 述儲(chǔ)料倉(cāng)(3)可拆卸地連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄錠爐的二次加料裝置,其特征在于,所述氣氣進(jìn)氣管(2)上 設(shè)有物料進(jìn)料口化),所述物料進(jìn)料口(6)上設(shè)有第一法蘭(7);所述儲(chǔ)料倉(cāng)(3)外部設(shè)有 第二法蘭巧),所述第一法蘭(7)和第二法蘭(8)通過(guò)螺栓連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述鑄錠爐的二次加料裝置,其特征在于,所述儲(chǔ)料倉(cāng)(3)包括倉(cāng)體 (9)和上蓋(10),所述上蓋(10)鑲嵌有透明玻璃(11)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述鑄錠爐的二次加料裝置,其特征在于,所述透明玻璃(11)與上 蓋(10)之間設(shè)有密封圈。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述鑄錠爐的二次加料裝置,其特征在于,所述儲(chǔ)料倉(cāng)(3)的 個(gè)數(shù)至少為1個(gè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述鑄錠爐的二次加料裝置,其特征在于,所述閥口(4)為球 閥,所述球閥上安裝有閥桿。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鑄錠爐的二次加料裝置,涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域。一種鑄錠爐的二次加料裝置,所述裝置與鑄錠爐腔體連通,所述鑄錠爐腔體的頂部設(shè)有氬氣進(jìn)氣管,所述裝置包括儲(chǔ)料倉(cāng)和閥門,所述儲(chǔ)料倉(cāng)通過(guò)所述氬氣進(jìn)氣管與鑄錠爐腔體連通,所述閥門設(shè)于儲(chǔ)料倉(cāng)和氬氣進(jìn)氣管之間,所述閥門控制所述儲(chǔ)料倉(cāng)的開閉,打開閥門時(shí)所述儲(chǔ)料倉(cāng)中的物料經(jīng)過(guò)所述氬氣進(jìn)氣管落入鑄錠爐內(nèi)的坩堝中。本實(shí)用新型提供的一種鑄錠爐的二次加料裝置,能夠克服坩堝中空間利用率低,單爐生產(chǎn)率低,以及成品率低的缺點(diǎn)。
【IPC分類】C30B28-06, C30B29-06
【公開號(hào)】CN204370043
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420826573
【發(fā)明人】李飛龍, 武泉林, 霍超, 李擁軍, 朱軍, 張光春
【申請(qǐng)人】阿特斯(中國(guó))投資有限公司, 阿特斯光伏電力(洛陽(yáng))有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日