專利名稱：用于多晶硅定向凝固用的石墨助凝塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于多晶硅鑄錠設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于多晶硅定向凝固用的 石墨助凝塊。
背景技術(shù)：
目前生產(chǎn)多晶硅鑄錠時(shí)采用雙溫區(qū)或三溫區(qū)加熱控制，利用晶錠上下的溫度梯度 實(shí)現(xiàn)定向凝固，此方法普遍的應(yīng)用于太陽能硅電池鑄錠行業(yè)。其中，石墨助凝塊是非常重要 的一個(gè)部件，是長(zhǎng)晶過程中坩堝的依托，同時(shí)起到熱傳導(dǎo)的作用，其結(jié)構(gòu)的不同直接影響到 多晶爐熱場(chǎng)的溫度梯度，溫度梯度的控制則直接決定了多晶硅晶錠的質(zhì)量。通過對(duì)石墨助 凝塊結(jié)構(gòu)的調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶錠質(zhì)量的優(yōu)化。目前多晶爐中的石墨助凝塊是具備一定厚 度和大小的正方形塊狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)晶過程中，配合保溫罩的提升，石墨助凝塊散發(fā)熱量，其四 周與中心散熱量不均衡，使得橫向溫度梯度增大，一般四周散熱大，中間散熱小，導(dǎo)致生長(zhǎng) 界面下凹。晶體中存在較大的溫度梯度，使晶體匯總產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，提高了位錯(cuò)密度， 嚴(yán)重者可使晶體開裂。高的溫度梯度還會(huì)增加熔體溫度的波動(dòng)，從而帶來有害的瞬時(shí)效應(yīng)。 獲得平整的長(zhǎng)晶界面有利于獲得穩(wěn)定且更優(yōu)質(zhì)的晶體質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種用于多晶硅定向凝固用的石墨助凝 塊，可以減少橫向溫度梯度，獲得平整界面，可獲得更為穩(wěn)定優(yōu)越的晶體質(zhì)量。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于多晶硅定向凝固用的 石墨助凝塊，包括基體，在基體下部具有凹槽，冷卻管路通過凹槽嵌入基體。冷卻管路可以 通冷卻氣體或冷卻液，實(shí)現(xiàn)減少橫向溫度梯度，獲得平整界面；且通過調(diào)整冷卻管路在助凝 塊中的排布密度，排布深度以及冷卻管大小，使冷卻部位和面積可控，冷卻量也可以控制， 從而可以控制長(zhǎng)晶初期的成核點(diǎn)，獲得更大的晶粒，從這兩方面可以提高多晶硅晶錠的質(zhì) 量。冷卻管路的冷卻段與基體非直接接觸。本實(shí)用新型的有益效果是此石墨助凝塊可以減少橫向溫度梯度，獲得平整界面， 可獲得更為穩(wěn)定優(yōu)越的晶體質(zhì)量；且通過調(diào)整冷卻管路在助凝塊中的排布密度，排布深度 以及冷卻管大小，使冷卻部位和面積可控，冷卻量也可以控制，可以在長(zhǎng)晶初期提供一些長(zhǎng) 晶成核點(diǎn)，在局部小區(qū)域產(chǎn)生橫向溫度梯度，使得這些成核點(diǎn)保持原晶向繼續(xù)橫向長(zhǎng)大，獲 得更大的晶粒，達(dá)到提高多晶硅晶錠質(zhì)量的目的。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是使用本實(shí)用新型的多晶鑄錠爐的結(jié)構(gòu)示意圖；[0010]其中1.腔體，2.保溫罩，3.娃，4.坩堝，5.頂部的加熱器，6.側(cè)面的加熱器，7.基 體，8.冷卻管路，9.底板，10.提升桿。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖1和2對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示 意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示的一種用于多晶硅定向凝固用的石墨助凝塊，包括基體8，在基體8下 部具有凹槽，冷卻管路7通過凹槽嵌入基體8。冷卻管路8與基體1非直接接觸。圖2是采用本實(shí)用新型的多晶鑄錠爐的簡(jiǎn)略示意圖，在腔體1的保溫罩2內(nèi)，放入 承載硅3的坩堝4，通過頂部的加熱器5和側(cè)面的加熱器6進(jìn)行加熱，坩堝4置于帶有冷卻 管路的7的石墨助凝塊的基塊8上，基塊8固定于不可移動(dòng)的底板9上，硅3借助于頂部的 加熱器5和側(cè)面的加熱器6進(jìn)行加熱使其熔化，然后加熱器輸出功率降低，使硅3的溫度降 低，同時(shí)通過提升桿10提升保溫罩2，使得保溫罩2和底板9間產(chǎn)生空隙，通過帶冷卻管路 7的本新型石墨助凝塊進(jìn)行局部散熱，實(shí)現(xiàn)減少總體的橫向溫度梯度獲得平整界面或者更 大晶粒晶錠的目的，從而提高晶體質(zhì)量。
權(quán)利要求一種用于多晶硅定向凝固用的石墨助凝塊，包括基體(8)，其特征是在所述的基體(8)下部具有凹槽，冷卻管路(7)通過凹槽嵌入基體(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多晶硅定向凝固用的石墨助凝塊，其特征是所述的冷 卻管路(7)的冷卻段與基體⑶非直接接觸。
專利摘要本實(shí)用新型屬于多晶硅鑄錠設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于多晶硅定向凝固用的石墨助凝塊。它包括基體，在基體下部具有凹槽，冷卻管路通過凹槽嵌入基體。冷卻管路可以通冷卻氣體或冷卻液，實(shí)現(xiàn)減少橫向溫度梯度，獲得平整界面；且通過調(diào)整冷卻管路在助凝塊中的排布密度，排布深度以及冷卻管大小，使冷卻部位和面積可控，冷卻量也可以控制，從而可以控制長(zhǎng)晶初期的成核點(diǎn)，獲得更大的晶粒，從這兩方面可以提高多晶硅晶錠的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C30B29/06GK201713604SQ20102026576
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者張志強(qiáng), 陳雪, 黃振飛 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司