一种铸锭炉制造技术

本申请公开了一种铸锭炉，包括铸锭炉本体，所述铸锭炉本体的中上部位置开设有第一出气口，所述第一出气口连接有第一抽真空部件，用于将所述铸锭炉本体内的气体抽出，所述铸锭炉本体的中上部位置开设有至少一个第二出气口，所述第二出气口连接有第二抽真空部件，用于将所述铸锭炉本体内的气体抽出，所述第二出气口与所述第一出气口之间在水平方向上具有预设间距，因此铸锭炉左右两部分处气体循环都较为顺畅，有害气体可以快速排出，减少铸锭中的氧碳含量，而且铸锭各部分散热情况较为相似，能够减少了各部分的温差，提高铸锭质量，减少切片的断线风险，提高制成太阳能电池的转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种铸锭炉
本专利技术属于光伏设备制造
，特别是涉及一种铸锭炉。
技术介绍
多晶硅铸锭是一种重要的太阳能电池材料，占据着50％以上的市场份额，其生产过程是将太阳能级多晶硅在石英坩埚中熔融后采取定向凝固方法生长而成的。目前定向凝固生长的多晶硅铸锭的一个缺点是氧碳含量较高，氧元素与多晶硅铸锭中的掺杂元素硼形成B-O对，导致转换效率发生衰减及出现光致衰减；碳元素增多会在铸锭中形成SiC硬质锭，影响铸锭线切割过程，出现断线和线痕，且含有SiC硬质点的硅片会导致其后制成的太阳能电池漏电流增大，降低转换效率。因为多晶硅铸锭所使用的坩埚为石英坩埚，氧由石英坩埚和硅在高温下反应而引入：(1)Si+SiO2→SiO(g)；(2)SiO→Si+O。第一步反应生成的SiO蒸汽一部分排出，还有一部分溶于硅溶液发生第二步反应进入多晶硅晶体中。由于铸锭炉使用的加热器为石墨加热器，其他热场材料为碳元素材料，因此在高温下会发生以下反应：(1)硅蒸汽与石墨加热器和热场材料反应C+Si→SiC，在加热器上生成的SiC掉落到硅熔体中；(2)石墨加热器和热场材料在高温下石英坩埚发生反应C+SiO2→SiO，C+SiO→CO+Si，CO溶解到硅熔体中。因此，想要降低多晶硅铸锭中的氧碳含量，关键是将有害气体SiO、CO和硅蒸汽尽快排出。现有的方法是在多晶硅铸锭的熔化和长晶过程中从顶部充入一定量的惰性气体氩气，用氩气将有害气体从侧部的排气泵中带出。然而，现有的多晶铸锭炉如图1所示，图1为现有多晶铸锭炉的示意图，可见其从一处通入氩气，另一处(左侧)通过真空泵抽气将氩气和有害气体排出，此种设置容易在远离出气口的地方(右侧)发生气体循环堵塞，使得炉内换气不畅，有害气体不能及时排出，导致多晶硅铸锭靠近排气孔的位置处氧碳含量较低，而远离排气孔位置的铸锭部分氧碳含量较高，使得铸锭品质下降，此外由于通入的氩气温度较低，靠近排气孔位置气流循环较快，铸锭散热也较快，这部分温度较低，而远离排气孔位置气体循环流动较为缓慢，铸锭散热较慢，这部分温度较高，铸锭两部分温度不均匀会影响长晶质量，也会降低铸锭品质。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种铸锭炉，能够使炉内气流循环更为稳定高效，加快有害气体的排出，减少铸锭氧碳含量，提高铸锭品质，减少切片时的断线风险，提高制成太阳能电池的转化效率。本专利技术提供的一种铸锭炉，包括铸锭炉本体，所述铸锭炉本体的中上部位置开设有第一出气口，所述第一出气口连接有第一抽真空部件，用于将所述铸锭炉本体内的气体抽出，所述铸锭炉本体的中上部位置开设有至少一个第二出气口，所述第二出气口连接有第二抽真空部件，用于将所述铸锭炉本体内的气体抽出，所述第二出气口与所述第一出气口之间在水平方向上具有预设间距。优选的，在上述铸锭炉中，所述第二出气口的位置与所述第一出气口的位置为其所处圆形水平面的等分点。优选的，在上述铸锭炉中，所述第二出气口的数量为一个，且其与所述第一出气口分别位于其所处圆形水平面的二等分点。优选的，在上述铸锭炉中，所述第二出气口的数量为两个，且其与所述第一出气口分别位于其所处圆形水平面的三等分点。优选的，在上述铸锭炉中，所述第二出气口的孔径范围为13厘米至17厘米。优选的，在上述铸锭炉中，所述铸锭炉本体内的隔热笼也在其中上部开设有通孔，所述通孔的数量和位置与所述第一出气口和所述第二出气口一一对应。优选的，在上述铸锭炉中，所述第一抽真空部件和所述第二抽真空部件为同一个真空泵，且所述真空泵利用三通管道部件同时连接至所述第一出气口和所述第二出气口。通过上述描述可知，本专利技术提供的上述铸锭炉，由于所述铸锭炉本体的中上部位置开设有至少一个第二出气口，所述第二出气口连接有第二抽真空部件，用于将所述铸锭炉本体内的气体抽出，所述第二出气口与所述第一出气口之间在水平方向上具有预设间距，因此铸锭左右两部分处气体循环都较为顺畅，有害气体可以快速排出，减少了铸锭中的氧碳含量，而且铸锭炉各部分散热情况较为相似，减少了各部分的温差，提高铸锭质量，可见，这种铸锭炉能够使炉内气流循环更为稳定高效，加快有害气体的排出，减少铸锭氧碳含量，提高铸锭品质，减少切片时的断线风险，提高制成太阳能电池的光电转化效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有多晶铸锭炉的示意图；图2为本申请提供的一种铸锭炉的示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种铸锭炉，能够使炉内气流循环更为稳定高效，加快有害气体的排出，减少铸锭氧碳含量，提高铸锭品质，减少切片时的断线风险，提高制成太阳能电池的光电转化效率。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本申请提供的一种铸锭炉的实施例如图2所示，图2为本申请提供的一种铸锭炉的示意图，该铸锭炉包括铸锭炉本体1，铸锭炉本体1的中上部位置开设有第一出气口2，第一出气口2连接有第一抽真空部件(未示出)，用于将铸锭炉本体1内的气体抽出，这与现有的铸锭炉相同，本实施例中，还在铸锭炉本体1的中上部位置开设有至少一个第二出气口3，第二出气口3连接有第二抽真空部件(未示出)，用于将铸锭炉本体1内的气体抽出，第二出气口3与第一出气口2之间在水平方向上具有预设间距。该预设间距可以根据实际需要来选用，只要二者距离不过于接近即可，这样就能够将距离第一出气口2较远位置的气体抽出，避免该位置的温度过高而引起铸锭炉本体的温度不均，而且避免气体堆积并进入硅液中造成对产品的污染，对于第二出气口3的开设，是针对现有铸锭炉的一种改造，由于铸锭炉本体1上的炉壁分为内壁和外壁，具有通冷却水的中空部，在炉壁上增加第二出气口3时，需要对铸锭炉本体1的内壁和外壁进行精细的切除，以便增加排气孔，然后需要进行精细焊接，并且焊接后续确认是否已经焊接完全，以避免出现焊接不完全导致的漏水现象发生，因为在高温下，如果该第二出气口3的位置漏水变成水蒸气，就会导致炉内压力增大，这就容易造成事故发生。为了将该方案说明得更清楚，图1中还示出了隔热笼4、顶加热器5、侧加热器6、坩埚内的硅液7、DS块8和底保温板9，一般而言，隔热笼4是不需要开孔的，在铸锭过程中随着隔热笼4的上升，隔热笼4底部出现空隙，气体从空隙被抽走，参考图1，气体进入硅液7的上部之后向四周流动，带走硅液7的热量，其中，向左移动的气体被隔热笼4的左侧壁挡住，并转而向下流动，如较大箭头所示，直到从隔热笼的底部流到隔热笼4的外部，转而向上流动，从第一出气口2流到铸锭炉之外，完成一个排气流程，而本实施例中添加了第二出气口3之后，除了左边的气路，还增加了右边的气路，也就是说，气体进入硅液7的上部之后向四周流动，带走硅液7的热量，向右移动的气体被隔热笼4的右侧壁挡住，并转而向下流动，如大箭头所示，直到从隔热笼的底部流到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铸锭炉，包括铸锭炉本体，所述铸锭炉本体的中上部位置开设有第一出气口，所述第一出气口连接有第一抽真空部件，用于将所述铸锭炉本体内的气体抽出，其特征在于，所述铸锭炉本体的中上部位置开设有至少一个第二出气口，所述第二出气口连接有第二抽真空部件，用于将所述铸锭炉本体内的气体抽出，所述第二出气口与所述第一出气口之间在水平方向上具有预设间距。

【技术特征摘要】
1.一种铸锭炉，包括铸锭炉本体，所述铸锭炉本体的中上部位置开设有第一出气口，所述第一出气口连接有第一抽真空部件，用于将所述铸锭炉本体内的气体抽出，其特征在于，所述铸锭炉本体的中上部位置开设有至少一个第二出气口，所述第二出气口连接有第二抽真空部件，用于将所述铸锭炉本体内的气体抽出，所述第二出气口与所述第一出气口之间在水平方向上具有预设间距。2.根据权利要求1所述的铸锭炉，其特征在于，所述第二出气口的位置与所述第一出气口的位置为其所处圆形水平面的等分点。3.根据权利要求2所述的铸锭炉，其特征在于，所述第二出气口的数量为一个，且其与所述第一出气口分别位于其所处圆形水平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪沛渊，欧子杨，张涛，邓清香，晏文勇，严军辉，金浩，
申请(专利权)人：晶科能源有限公司，浙江晶科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36