專(zhuān)利名稱(chēng)：高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池鑄錠技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域，利用定向凝固的方法生產(chǎn)多晶硅錠是普遍采用的方法，其基本原理是將多晶硅原料放置在石英陶瓷坩堝中，放置在特定的熱場(chǎng)系統(tǒng)中，加熱至完全融化；然后從坩堝的底部開(kāi)始冷卻，硅溶液在坩堝底部開(kāi)始結(jié)晶，逐漸向上凝固；完成生長(zhǎng)過(guò)程后，通常會(huì)將熱場(chǎng)重新閉合，并將多晶鑄錠保溫一段時(shí)候后開(kāi)始冷卻。目前行業(yè)內(nèi)普遍采用450kg多晶鑄錠爐型，由于生產(chǎn)能力或者切片機(jī)載荷的問(wèn)題，實(shí)際投料量一般在 390-420kg。隨著行業(yè)的發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，各太陽(yáng)能電池生產(chǎn)廠家越來(lái)越注重對(duì)成本的控制，為了增大產(chǎn)能降低能本，各種新的設(shè)備不斷被研發(fā)出，多晶爐有更大的800kg爐型研發(fā)成功，錠切片機(jī)載荷也逐漸增大，如LDK在09年下半年有生產(chǎn)出800kg的大型錠切片機(jī)，F(xiàn)erro Tec. 2010上半年行業(yè)展會(huì)上展出HXH-800a，可裝載800kg硅料。這些大爐型都在往橫向發(fā)展，即原來(lái)450kg多晶鑄錠爐型，可以切割25個(gè)截面為156mmX 156mm的小塊， 800kg爐型的則可切割出36個(gè)這樣的小塊，但與其配套的大型坩堝生產(chǎn)工藝還未成熟，成本較高，且對(duì)多晶鑄錠生產(chǎn)廠商而言必須購(gòu)買(mǎi)新的爐子，不能在原有爐型上升級(jí)，因?yàn)樵袪t型在橫向已無(wú)發(fā)展空間。同時(shí)，配套的開(kāi)方機(jī)也必須加寬升級(jí)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更大的裝料量，提高鑄錠的產(chǎn)能和晶錠的利用率，縮短生產(chǎn)周期， 總體上大幅度降低鑄錠成本。即在原來(lái)450kg多晶鑄錠爐型基礎(chǔ)上，往縱向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)較大的裝料量。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括帶吊桿的隔熱籠、上保溫板、帶支柱的下保溫板和隔熱籠內(nèi)的助凝支撐塊，助凝支撐塊上放置石墨坩堝以及石墨坩堝內(nèi)的石英坩堝，石墨坩堝上設(shè)置有坩堝蓋板，坩堝蓋板上方具有頂加熱器，石墨坩堝周?chē)哂猩舷略O(shè)置的可獨(dú)立控制側(cè)上加熱器和側(cè)下加熱
ο頂加熱器、側(cè)上加熱器和側(cè)下加熱器連接于上保溫板上。頂加熱器與助凝支撐塊之間的距離580mm 740mm。石英坩堝的高度增加至裝料量達(dá)550kg_750kg。本實(shí)用新型的有益效果是在目前450kg多晶鑄錠爐型上，通過(guò)工藝優(yōu)化，提出一種具有較高切割長(zhǎng)度的大型多晶錠的生產(chǎn)方法，實(shí)現(xiàn)比較大的裝料量，硅料裝料量達(dá) 550-750kg，這樣可提高鑄錠的產(chǎn)能、晶錠的利用率，晶錠高度可達(dá)340mm 465mm ；同時(shí)由于側(cè)面加熱器分成兩個(gè)加熱區(qū)，可節(jié)約能耗，降低整體鑄錠成本。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明；

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1.上保溫板，2.頂加熱器，3.側(cè)上加熱器，4.側(cè)下加熱器，5.隔熱籠，6.石墨坩堝，7.助凝支撐塊，8.上保溫板，9.石英坩堝，10.坩堝蓋板。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括帶吊桿的隔熱籠5和上保溫板1，帶支柱的下保溫板8和隔熱籠5內(nèi)的助凝支撐塊7，助凝支撐塊7上放置石墨坩堝6 以及石墨坩堝6內(nèi)的石英坩堝9，石墨坩堝6上設(shè)置有坩堝蓋板10，坩堝蓋板10上方具有連接于上保溫板1上的頂加熱器2，石墨坩堝6周?chē)哂羞B接于上保溫板1上的上下設(shè)置地上加熱器3和側(cè)下加熱器4，兩個(gè)側(cè)加熱器可獨(dú)立控制。頂加熱器與助凝支撐塊之間的距離 580mm 740mm。石英坩堝的高度增加至裝料量達(dá)550kg_750kg。下面結(jié)合多晶硅的鑄錠生產(chǎn)對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步介紹。石英坩堝9裝滿(mǎn)550_750kg硅料后，外包石墨坩堝6，放置于助凝支撐塊7上，隔熱籠5和下保溫板8閉合，將爐體抽真空，達(dá)到工藝要求真空度后，頂加熱器2、側(cè)上加熱器3 和側(cè)下加熱器4開(kāi)始工作，初步預(yù)熱后逐漸通入氬氣，但爐體仍然保持在負(fù)壓狀態(tài)，由于隔熱籠5的保溫作用，可以將隔熱籠5內(nèi)的溫度升高到1500°C左右的高溫，使硅料在十多個(gè)小時(shí)內(nèi)升溫融化。在化料期間流通的氬氣可攜帶化料揮發(fā)出來(lái)的雜質(zhì)。進(jìn)入長(zhǎng)晶階段，按照工藝設(shè)定緩慢升起隔熱籠5，下保溫板8與隔熱籠5不再閉合，助凝支撐塊7底部在熱輻射的作用下迅速降溫，使得石英坩堝9底部因溫度降低首先開(kāi)始結(jié)晶生長(zhǎng)，根據(jù)工藝要求，側(cè)下加熱器4可以逐漸停止工作，節(jié)約能耗，通過(guò)頂加熱器2和側(cè)上加熱器3維持上部硅液所需要的高溫環(huán)境。這樣，通過(guò)控制加熱和隔熱籠的提升，使得硅的結(jié)晶界面形成一個(gè)垂直的溫度梯度場(chǎng)，從下往上逐步結(jié)晶，生產(chǎn)出高產(chǎn)出的多晶硅錠。
權(quán)利要求1.一種高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括帶吊桿的隔熱籠(5)、上保溫板(1)、帶支柱的下保溫板(8)和隔熱籠(5)內(nèi)的助凝支撐塊(7)，助凝支撐塊(7)上放置石墨坩堝(6) 以及石墨坩堝(6)內(nèi)的石英坩堝(9)，石墨坩堝(6)上設(shè)置有坩堝蓋板(10)，其特征是所述的坩堝蓋板(10)上方具有頂加熱器O)，石墨坩堝(6)周?chē)哂猩舷略O(shè)置地可獨(dú)立控制側(cè)上加熱器( 和側(cè)下加熱器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述的頂加熱器O)、側(cè)上加熱器C3)和側(cè)下加熱器(4)連接于上保溫板(1)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征是頂加熱器(2) 與助凝支撐塊(7)之間的距離580mm 740mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述的石英坩堝(9)的高度增加至裝料量達(dá)550kg-750kg。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能電池鑄錠技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高產(chǎn)出多晶硅鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括帶吊桿的隔熱籠、上保溫板、帶支柱的下保溫板和隔熱籠內(nèi)的助凝支撐塊，助凝支撐塊上放置石墨坩堝以及石墨坩堝內(nèi)的石英坩堝，石墨坩堝上設(shè)置有坩堝蓋板，坩堝蓋板上方具有頂加熱器，石墨坩堝周?chē)哂猩舷略O(shè)置的可獨(dú)立控制側(cè)上加熱器和側(cè)下加熱器，頂加熱器與助凝支撐塊之間的距離580mm～740mm。本實(shí)用新型的有益效果是在目前450kg多晶鑄錠爐型上，實(shí)現(xiàn)硅料裝料量達(dá)550-750kg，提高了鑄錠的產(chǎn)能、晶錠的利用率，晶錠高度可達(dá)340mm～465mm；同時(shí)由于側(cè)面加熱器分成兩個(gè)加熱區(qū)，可節(jié)約能耗，降低整體鑄錠成本。
文檔編號(hào)C30B29/06GK202164380SQ20112020462
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者陳雪 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司