用于晶碇铸造炉的冷却装置及铸造晶碇的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于晶碇铸造炉的冷却装置及铸造晶碇的方法，所述晶碇铸造炉包括有一坩埚，所述坩埚供放置晶种及固态的硅原料，所述冷却装置设置于所述坩埚下方，包含有一基座，其上设有至少一个冷却槽与至少一供流体通过的通道，所述冷却槽对应所述坩埚底部的角落区域，所述通道连通所述冷却槽与所述基座外部。所述铸造晶碇的方法在硅原料熔化的阶段注入流体至所述基座上的通道中，使流体对所述坩埚底面的角落区域进行冷却，以带走过多的热能，以避免位于坩埚角落区域的晶种完全熔化。

【技术实现步骤摘要】
用于晶碇铸造炉的冷却装置及铸造晶碇的方法
本专利技术涉及晶碇铸造；特别涉及一种用于晶碇铸造炉的冷却装置及铸造晶碇的方法。
技术介绍
太阳能是最干净且取之不尽的能源，为满足日益增加的太阳能电池使用需求，以及降低太阳能电池的制作成本，目前制作太阳能电池所使用的芯片多是取自于可以大量生产的定向凝固法所制作的晶碇。图１所示为现有的定向凝固法的晶碇铸造炉1，包含有一炉体10，以及设置于所述炉体10内部的一坩埚12、一绝缘笼14、多个加热器16。其中，所述坩埚12呈矩形，其底部具有四个角落。所述坩埚12供放置多个晶种18及固态的硅原料20。所述些加热器16设置于所述坩埚12的上方及四侧周壁的外围，所述加热器16对所述坩埚12加热。所述绝缘笼14罩设于所述坩埚12及所述加热器16外，所述绝缘笼14用以保持所述坩埚12的温度，且所述绝缘笼14可相对所述坩埚12向上或向下移动，以控制所述坩埚12的温度梯度的变化，达到使所述坩埚12中的硅原料20及部分的晶种18熔化或凝固的效果，以铸造成晶碇。由于所述加热器16位于所述坩埚12四侧周壁外围，因此，在所述坩埚12的各个角落区域附近的加热器16产生的热能将过度集中于所述坩埚12的角落区域，使得各个角落区域的温度偏高，硅原料20熔化速度较快，在硅原料20熔化的阶段，将造成熔融状态的硅原料20的顶部与气体的界面不平整，呈现中央区域凸起的形状，而随着所述坩埚12中固态硅原料20往下熔化至接近所述晶种18时，角落区域的晶种18将较中央区域的晶种18提早熔化。当中央区域的晶种18顶部熔化时，角落区域的晶种18早已完全熔化，产生熔化不均的情形，如此，将使得角落区域的晶种18无法引晶，遂造成晶碇质量下降，进而影响晶碇切成芯片后所制成的太阳能电池的转换效率。为了避免角落区域的晶种18完全熔化，目前常用的方法是在角落区域的晶种18尚未完全熔化的状况下，控制所述坩埚12的温度梯度的变化，使已熔化的晶种18及硅原料20冷却凝固，以使角落区域的晶种18可引晶，只是，在角落区域的晶种18尚未完全熔化的状态下，中央区域部分的晶种18顶部仍未开始熔化，如此，将使得中央区域部分的晶种18无法引晶，造成铸造完成的晶碇的底部中央区域处的质量下降，无法被利用，必须舍去，使得晶碇可用长度减少。又如中国大陆专利公开号CN202297866、CN102071454、CN201713604、及CN102268728等专利文献，所述专利所揭示的晶碇铸造炉皆是在熔化的硅原料凝固结晶的阶段，利用位于坩埚下方的冷却装置来控制坩埚中硅原料固-液界面的平整，以提升晶碇质量。然而，所述晶碇铸造炉仍旧存在着在硅原料熔化的阶段中，坩埚底部角落区域的晶种完全熔化的疑虑。因此，，现有的的晶碇铸造炉的设计仍未臻完善，尚有待改进之处。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于晶碇铸造炉的冷却装置及铸造晶碇的方法，可避免坩埚中位于角落区域的晶种完全熔化。为实现上述目的，本专利技术所提供的用于晶碇铸造炉的冷却装置，所述晶碇铸造炉包括有一坩埚，所述坩埚底部具有至少一个角落，所述冷却装置位于所述坩埚下方，包括有一基座，所述基座具有至少一个冷却槽，所述冷却槽对应所述坩埚底部之所述角落，所述基座另具有至少一供流体通过的通道，所述通道连通所述冷却槽与所述基座外部。本专利技术所提供的铸造晶碇的方法包含有下列步骤：将多个个晶种放置于一坩埚内的底部，以形成一晶种层，其中所述坩埚的底部具有至少一角落；将固态的硅原料放入所述坩埚中，使其等堆叠在所述晶种层上；加热所述坩埚，以将硅原料及所述晶种层顶部熔化成液态，其中，在加热过程中对所述坩埚底面的所述角落区域进行冷却，使所述晶种层的底部维持为固态；冷却所述坩埚，自所述晶种层顶部往上凝固结晶，直到所有的硅原料凝固结晶为止；凝固后晶种层及硅原料共同形成一晶碇。本专利技术的优点在于，利用冷却装置对坩埚底部的角落区进行冷却，有效地避免位于角落区的晶种层底部熔化。附图说明图1为现有的晶碇铸造炉的示意图；图2为本专利技术第一优选实施例的晶碇铸造炉示意图；图3为本专利技术第一优选实施例的冷却装置立体图；图4为本专利技术第一优选实施例的冷却装置俯视图；图5为本专利技术第一优选实施例铸造晶碇的方法；图6为本专利技术第二优选实施例的冷却装置立体图；图7为本专利技术第二优选实施例的冷却装置俯视图；图8为本专利技术第三优选实施例的冷却装置立体图；图9为本专利技术第三优选实施例的冷却装置俯视图；图10为本专利技术第四优选实施例的冷却装置立体图。符号说明：1、晶碇铸造炉；10、炉体；12、坩埚；14、绝缘笼；16、加热器；18、晶种；20、硅原料；2、晶碇铸造炉；22、炉体；24、坩埚；26、绝缘笼；28、加热器；30、冷却装置；32、基座；322、顶面；324、通道；326、导槽；328、环槽；328a、出口；34、冷却槽；36、进气管；38、晶种；40、晶种层；42、硅原料；44、冷却装置；46、基座；462、通道；464、出口；48、冷却槽；50、冷却装置；52、基座；522、顶面；524、环槽；524a、出口；526、通道；528、导槽；54、冷却槽；56、冷却装置；58、顶板；60、接管。具体实施方式为能更清楚地说明本专利技术，列举优选实施例并配合图示详细说明，请参见图2至图4所示，为本专利技术第一优选实施例的晶碇铸造炉2，所述晶碇铸造炉2包含有一炉体22、一坩埚24、一绝缘笼26、多个加热器28与本专利技术的冷却装置30。其中，所述坩埚24呈矩形，其底部具有四个角落，所述坩埚24供放置多个晶种38及固态的硅原料42，且所述坩埚24设置于所述冷却装置30上。所述炉体22、所述绝缘笼26、所述加热器28与现有的晶碇铸造炉1相同，在此不赘述。在本实施例中，所述冷却装置30包含有一基座32以及形成所述基座32上的多个冷却槽34。所述基座32承载所述坩埚24，所述基座32具有一顶面322，所述顶面322接触所述坩埚24的底面。所述冷却槽34自所述坩埚24的顶面322凹陷形成，且所述冷却槽34分别对应所述坩埚24底部的四个角落的区域。此外，所述基座32另具有两个允许以惰性气体为例的流体通过的通道324，所述两通道324分别连通位于斜对角的两个冷却槽34与所述基座32的外部。具体而言，其中一所述通道324贯穿一所述冷却槽34的槽面与所述基座32的底面，而另一所述通道324则位于所述基座的一导槽326中，且贯穿所述导槽326的槽面与所述基座32的底面，所述导槽326的另一端与一所述冷却槽34相通。所述基座32下方设置有一进气管36，所述进气管36连通所述两通道324，供注入惰性气体（例如氩气）至所述基座32中。此外，所述基座32上更设置有一环槽328，所述环槽328环绕所述基座32顶面322周缘，且自所述基座32的顶面322凹陷形成。所述环槽328连通所述冷却槽34，使所述冷却槽34彼此相通，所述环槽328具有两个出口328a，所述两个出口328a形成于所述基座32的周面上且连通其中两个位于斜对角的冷却槽34与所述基座32外部。利用上述的晶碇铸造炉2即可进行图５所示铸造晶碇的方法，所述方法包含下列步骤：首先，将所述些晶种38放置于所述坩埚24内的底部，以形成一晶种层40。再将固态的硅原料42放入所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于晶碇铸造炉的冷却装置，所述晶碇铸造炉包括有一坩埚，所述坩埚底部具有至少一个角落，所述冷却装置位于所述坩埚下方，其特征在于，所述冷却装置包括有： 一基座，所述基座具有至少一个冷却槽，所述冷却槽对应所述坩埚底部的所述角落，所述基座还具有至少一供流体通过的通道，所述通道连通所述冷却槽与所述基座外部。

【技术特征摘要】
2013.12.20 TW 1021475521.一种用于晶碇铸造炉的冷却装置，所述晶碇铸造炉包括有一坩埚，所述坩埚底部具有至少一个角落，所述冷却装置位于所述坩埚下方，其特征在于，所述冷却装置包括有：一基座，所述基座具有至少一个冷却槽，所述冷却槽对应所述坩埚底部的所述角落，所述基座还具有至少一供流体通过的通道，所述通道连通所述冷却槽与所述基座外部，所述冷却槽的正投影范围面积为所述坩埚底面面积的16％以下。2.根据权利要求1所述的用于晶碇铸造炉的冷却装置，其特征在于，所述至少一角落的数量为多个，所述至少一冷却槽的数量为多个，每一冷却槽对应一个角落，且所述冷却槽通过一环槽而彼此相通，所述通道与其中一所述冷却槽相通，所述环槽具有至少一出口连通所述基座外部。3.根据权利要求1所述的用于晶碇铸造炉的冷却装置，其特征在于，所述至少一角落的数量为多个，所述至少一冷却槽的数量为多个，所述至少一通道的数量为多个，每一冷却槽对应一个角落，且每一通道分别连通对应的一所述冷却槽。4.根据权利要求3所述的用于晶碇铸造炉的冷却装置，其特征在于，所述基座具有多个出口连通所述基座外部与对应的冷却槽。5.根据权利要求1所述的用于晶碇铸造炉的冷却装置，其特征在于，所述至少一角落的数量为多个，所述基座具有多个环槽，所述环槽彼此相隔一距离地环绕所述基座顶面的周缘，所述环槽彼此相通，所述环槽中至少一个连通所述通道，所述环槽对应于所述坩埚底部...

【专利技术属性】
技术研发人员：程皖筠，许堉程，张志干，詹孔维，张仲升，杨瑜民，余文怀，许松林，李依晴，徐文庆，
申请(专利权)人：昆山中辰矽晶有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32