用于晶硅铸锭炉的石墨热场及晶硅铸锭炉制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于晶硅铸锭炉的石墨热场，其包括设置于晶硅铸锭炉内的坩埚外侧的石墨侧板。所述石墨侧板下侧设有开槽。所述石墨热场还包括填充于所述开槽内的多孔材料、通入开槽内的气体供应管路和设置于气体供应管路上的质量流量控制器。通过开槽、多孔材料和气体供应管路的配合设置，可对石墨侧板下侧，进而对与之相邻的坩埚边缘区域的温度进行有效调节，最终获得整锭均在未熔化的硅料上生长的高质量多晶硅锭。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及晶硅铸锭炉的制造
，尤其涉及一种用于晶硅铸锭炉的石墨热场及晶娃铸徒炉。
技术介绍
多晶硅片的位错密度过高是限制多晶硅电池转换效率的主要因素之一。传统多晶硅片内的位错产生原因一方面是硅锭内碳含量过高，碳原子较硅原子半径小，会引起较大的晶格畸变，产生大量位错；另一方面是传统定向凝固方法的局限性，晶体生长初期，晶体内存在较大的位错密度，后期位错增殖，造成整锭位错密度过高。上述位错产生的两个原因中后者占主要地位。目前，在改善铸锭位错密度方面，已经做了大量的尝试。其中，使用半熔铸锭工艺以获得位错密度较低的硅锭被广泛采用。该方法的关键技术点在于:在坩祸底部引入硅料作为形核中心，在铸锭过程中保持底部硅料部分熔化，使铸锭在未熔化的硅料上生长，制备出小晶粒娃锭。半熔铸锭工艺虽然可以显著改善多晶硅锭的品质，但由于铸锭炉热场结构的限制，靠近加热器即坩祸边缘部分的温度显著高于坩祸中心区域，导致坩祸边缘区域引入的硅料容易熔化，以致此方法制备的多晶硅锭，中心区域在未熔化的硅料上生长，而靠近坩祸的区域则在坩祸底部进行形核长大，不同区域的晶体质量存在明显的差异，使得此方法制备的多晶硅锭边缘硅棒所加工硅片效率较低，降低了硅锭的整体品质。因此，有必要提供一种用于晶硅铸锭炉的石墨热场及晶硅铸锭炉以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于晶硅铸锭炉内且具备温度调节功能的石墨热场及设置有该石墨热场的晶硅铸锭炉。为实现上述技术目的，本技术提供了一种用于晶硅铸锭炉的石墨热场，其包括设置于晶硅铸锭炉内坩祸的外侧的石墨侧板，所述石墨侧板下侧设有开槽，所述石墨热场还包括填充于所述开槽内的多孔材料、通入开槽内的气体供应管路和设置于气体供应管路上的质量流量控制器。作为本技术的进一步改进，所述多孔材料为多孔陶瓷材料。作为本技术的进一步改进，所述开槽沿石墨侧板宽度方向延伸呈长型，并且在石墨侧板宽度方向上的两端距离石墨侧板边缘2-5cm，所述开槽沿上下方向的深度为10-15cm，沿石墨侧板厚度方向的宽度为l-2cm。作为本技术的进一步改进，所述石墨热场还包括伸入所述开槽内以测量开槽区域温度的热电偶，所述质量流量控制器根据热电偶的测量温度调整通入开槽内的气体流量。作为本技术的进一步改进，所述热电偶靠近石墨侧板相邻坩祸的内壁设置。作为本技术的进一步改进，所述开槽向下开放设置，所述石墨热场还包括设置于坩祸底部的石墨底板，所述石墨底板上贯穿设置有与所述开槽相连通的入气孔，所述气体供应管路的供应气体通过所述入气孔进入开槽内。作为本技术的进一步改进，所述石墨侧板在坩祸四周设置有四块，每块石墨侧板上均设置有所述开槽，并且在开槽内填充有所述多孔材料，所述石墨底板上对应四块石墨侧板设置有四个所述入气孔，所述入气孔分别沿石墨侧板宽度方向设置于中间位置处。作为本技术的进一步改进，所述石墨底板下方还设置有定向凝固块，所述定向凝固块上设置有上下贯穿并与所述入气孔对应连通的通孔。为实现上述技术目的，本技术还提供了一种晶硅铸锭炉，其包括设于炉内的坩祸和设置于坩祸周围的石墨热场，所述石墨热场如上述设置。本技术通过在石墨侧板下侧设置开槽，并在开槽内填充多孔材料，然后向开槽内通入气体来调节石墨侧板下侧的温度，其中，多孔材料可保证通入的气体与石墨侧板进行充分地交换热量，最大限度降低石墨侧板的开槽内温度，进而可降低坩祸边缘区域的温度，使坩祸边缘区域的硅料能够保持固态，从而可获得整锭均在未熔化硅料上生长的高质量多晶娃铸锭。【附图说明】图1是本技术晶硅铸锭炉的结构示意图。图2是图1中圈出部分的放大图。具体实施例以下将结合附图所示的实施例对本技术进行详细描述。但这些实施例并不限制本技术，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构或功能上的变换均包含在本技术的保护范围内。请参照图1和图2所示为本技术晶硅铸锭炉一较佳实施例。所述晶硅铸锭炉100包括放置于炉内的所述坩祸1和和设置于坩祸1周围的石墨热场。所述石墨热场具备温度调节功能，以用以均衡晶硅铸锭炉100内坩祸1边缘的温度，使得坩祸1内部边缘区域的硅料能够保持固态，从而可获得整锭均在未熔化硅料上生长的高质量多晶硅铸锭。具体地，所述石墨热场包括环绕设置于坩祸1外侧的石墨侧板2、设置于坩祸1底部的石墨底板3、设置于石墨底板3下方的定向凝固块4、热电偶5、气体供应管路6和设置于气体供应管路6上的质量流量控制器7。所述石墨侧板2在坩祸1的四周设置有四块。在本实施方式中，每块所述石墨侧板2下侧均设有开槽21，所述石墨热场还包括填充于所述开槽21内的多孔材料8。所述热电偶5伸入所述开槽21内以测量开槽21区域的温度，具体地，所述热电偶5外侧设有氧化锆管做保护，所述开槽21内预留有设置氧化锆管的容纳位置，并且所述热电偶5尽量靠近石墨侧板2相邻坩祸1的内壁设置，以尽可能地反应出坩祸1边缘区域的温度。所述气体供应管路6的供应气体通入所述开槽21内，并在多孔材料8中进行传递和实现热交换。所述质量流量控制器7根据热电偶5的测量温度调整通入开槽21内的气体流量，所述热电偶5与气体供应管路6通入开槽21内的入口间隔设置。具体地，所述开槽21向下开放设置，并且沿石墨侧板2宽度方向延伸呈长型。所述开槽21在石墨侧板2宽度方向上的两端距离石墨侧板2边缘2-5cm，沿上下方向的深度为10-15cm，沿石墨侧板2厚度方向的宽度为l-2cm，该种开槽21尺寸的设置可有效保证坩祸1下侧边缘区域的温度得以有效降低。所述多孔材料8为多孔陶瓷材料，优选为耐高温的多孔陶瓷材料，如多孔碳化硅材料、氧化铝以及其他耐高温的陶瓷材料，选用的所述多孔陶瓷材料与所述开槽21的槽型相匹配。为方便气体供应管路6中气体的通入，所述石墨底板3上贯穿设置有与所述开槽21相连通的入气孔31，所述定向凝固块4上设置有上下贯穿并与所述入气孔31对应连通的通孔41。所述气体供应管路6的供应气体通过所述入气孔31进入开槽内。此外，为对坩祸1周围进行均匀地温度调节，所述石墨底板3上对应四块石墨侧板2设置有四个所述入气孔31，所述入气孔31分别沿石墨侧板2宽度方向设置于中间位置处。综上可知，本技术通过在石墨侧板2下侧设置开槽21，并在开槽21内填充多孔材料8，然后向开槽21内通入气体来调节石墨侧板2下侧的温度，其中，多孔材料8可保证通入的气体与石墨侧板2进行充分地交换热量，最大限度降低石墨侧板2的开槽21内温度，进而可降低坩祸1边缘区域的温度，使坩祸1边缘区域的硅料能够保持固态，从而可获得整锭均在未熔化硅料上生长的高质量多晶硅铸锭。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本技术的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本技术的保护范围，凡未脱离本技术技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本技术的保护范围之内。【主权项】1.一种用于晶硅铸锭炉的石墨热场，所述石墨热场包括设置于晶硅铸锭炉内坩祸的外侧的石墨侧板，其特征在于:所述石墨侧板下侧设有开槽，所述石墨热场还包括填充于所述开槽内的多孔材料、通入开槽内的气体供应管路和设置于气体供应管路上的质量流量控制器。2.根据权利要求1所述的用于晶硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于晶硅铸锭炉的石墨热场，所述石墨热场包括设置于晶硅铸锭炉内坩埚的外侧的石墨侧板，其特征在于：所述石墨侧板下侧设有开槽，所述石墨热场还包括填充于所述开槽内的多孔材料、通入开槽内的气体供应管路和设置于气体供应管路上的质量流量控制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞龙，翟传鑫，武泉林，
申请(专利权)人：阿特斯中国投资有限公司，阿特斯光伏电力洛阳有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32