一种铸造准单晶硅锭的铸锭炉制造技术

一种铸造准单晶硅锭的铸锭炉，包括炉体，所述炉体内设有隔热笼体，隔热笼体包括经4块测角保温板连接成口字型的4块外侧保温板，每块外侧保温板的内侧均设有高效保温软毡，高效保温软毡的内侧设有内侧保温板，所述隔热笼体内侧由上至下依次设有上保温顶板、石英坩埚和下保温底板，所述石英坩埚外侧设有坩埚护板，坩埚护板的上端连接有进气管，坩埚护板外侧设有侧加热器，侧加热器的上端连接吊臂加热板，吊臂加热板的上端连接有石墨电极，所述坩埚护板下端设有坩埚底板，坩埚底板下端四周设有隔热保温条，隔热保温条内侧设有热交换平台，所述热交换平台经石墨立柱固定。该铸锭炉热场具有较好的保温性，起到节能降耗和提高晶体质量目的。

An Ingot Furnace for Casting Quasi-Single Crystal Silicon Ingot

An ingot furnace for casting quasi-single crystal silicon ingots includes a furnace body, which is provided with a heat insulating cage. The heat insulating cage body includes four outer heat insulating panels connected by four angle-measuring heat insulating panels, each outer heat insulating board has a high-efficiency heat insulating soft felt on its inner side, and the inner side of the high-efficiency heat insulating soft felt has an inner heat insulating board. The inner side of the heat insulating cage body is successively provided with an upper heat insulating top from top to bottom. The outer side of the quartz crucible is provided with a crucible shield plate, the upper end of the crucible shield plate is connected with an intake pipe, the outer side of the crucible shield plate is provided with a side heater, the upper end of the side heater is connected with a boom heating plate, the upper end of the boom heating plate is connected with a graphite electrode, the lower end of the crucible shield plate is provided with a crucible bottom plate, and the lower end of the crucible bottom plate is surrounded by a heat insulation strip. A heat exchange platform is arranged on the inner side of the heat insulation strip, and the heat exchange platform is fixed by a graphite column. The thermal field of the ingot furnace has good thermal insulation, which can save energy, reduce consumption and improve crystal quality.

【技术实现步骤摘要】
一种铸造准单晶硅锭的铸锭炉
本技术涉及一种铸造准单晶硅锭的铸锭炉。
技术介绍
因太阳能是人类取之不尽用之不歇的可再生能源，也是清洁能源，它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。所以近年来光伏发电在能源占比越来越高，晶硅太阳能光伏发电是目前发展最快，最具开发研究潜力的利用领域。而晶硅电池材料制造工艺中，以多晶硅片为基体材料的电池片，因为存在大量晶界和位错，导致光电转换效率偏低，单晶硅片因较小的晶界和位错，光电转换效率相对较高，但是产量与多晶铸锭相比相对较低，所以铸锭准单晶硅片成为一种趋势。目前铸造准单晶受热场等因素影响，容易出现底部籽晶熔化引晶不足，单晶率较低，另外硅锭边缘热量流失较大产生多晶吞噬单晶晶体现象。
技术实现思路
本技术其目的就在于提供一种铸造准单晶硅锭的铸锭炉，解决了现有铸造准单晶受热场等因素影响，容易出现底部籽晶熔化引晶不足，单晶率较低，另外硅锭边缘热量流失较大，产生多晶吞噬单晶晶体的现象问题。为实现上述目的而采取的技术方案是，一种铸造准单晶硅锭的铸锭炉，包括炉体，所述炉体内设有隔热笼体，隔热笼体包括经4块测角保温板连接成口字型的4块外侧保温板，每块外侧保温板的内侧均设有高效保温软毡，高效保温软毡的内侧设有内侧保温板，所述隔热笼体内侧由上至下依次设有上保温顶板、石英坩埚和下保温底板，所述石英坩埚外侧设有坩埚护板，坩埚护板的上端连接有进气管，坩埚护板外侧设有侧加热器，侧加热器的上端连接吊臂加热板，吊臂加热板的上端连接有石墨电极，所述坩埚护板下端设有坩埚底板，坩埚底板下端四周设有隔热保温条，隔热保温条内侧设有热交换平台，所述热交换平台经石墨立柱固定。有益效果与现有技术相比本技术具有以下优点。本技术的优点是，能够保护铺设与坩埚底部的籽晶晶种，并且抑制坩埚侧面形核长出多晶，降低位错增殖，能有效提高硅锭单晶率，降低晶体位错，提高光电转换效率。附图说明以下结合附图对本技术作进一步详述。图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的俯视结构示意图；图3为本技术的热交换平台结构俯视图；图4为本技术的热交换平台结构正视图。具体实施方式一种铸造准单晶硅锭的铸锭炉，包括炉体1，如图1-图4所示，所述炉体1内设有隔热笼体2，隔热笼体2包括经4块测角保温板3连接成口字型的4块外侧保温板5，每块外侧保温板5的内侧均设有高效保温软毡6，高效保温软毡6的内侧设有内侧保温板4，所述隔热笼体2内侧由上至下依次设有上保温顶板19、石英坩埚8和下保温底板18，所述石英坩埚8外侧设有坩埚护板7，坩埚护板7的上端连接有进气管9，坩埚护板7外侧设有侧加热器10，侧加热器10的上端连接吊臂加热板12，吊臂加热板12的上端连接有石墨电极20，所述坩埚护板7下端设有坩埚底板14，坩埚底板14下端四周设有隔热保温条15，隔热保温条15内侧设有热交换平台16，所述热交换平台16经石墨立柱21固定。所述坩埚护板7外侧四周设有4个侧加热器10，相邻的两个侧加热器10经转角加热器11相连接。所述隔热笼体2内侧下端四周还设有隔热挡火条17。所述热交换平台16为凸字型结构，隔热保温条15对热交换平台16进行半包围包覆，隔热保温条15的上端面与热交换平台16的上端面对齐，包覆面包括热交换平台16的上下端面的边缘以及四个侧面。本技术所述的铸造准单晶硅锭的铸锭炉，包括在多晶铸锭炉炉体内设计新型的隔热笼体，隔热笼体内侧上部带有顶部保温板，下部通过石墨立柱支撑有底部保温板和热交换平台，隔热笼四周安装有固化碳毡保温板，隔热笼体内还装有石墨加热器部件（如图1和图2）。本技术包括对隔热笼体内空尺寸优化设计，使得隔热笼内保温板、加热器等部件安装后更符合热场内气体流动和高温状态下热对流，更符合准单晶晶体生长特性，更好地匹配晶体的诱导形核技术，达到提高单晶收益，降低晶体内部缺陷的目的。本技术包括对侧保温板优化设计，优化后的侧保温板厚度增加，而且在硬毡板中间增加高效软毡材料，可以使热场隔热保温性显著增加，一方面有节能降耗作用，另一方面使得硅锭垂直温度梯度增加，有助于晶体垂直向上生长。本技术包括对热场内加热器部件的设计，包括对四侧加热器、转角加热器和吊臂加热器的独特设计，其中加热器高度范围为300-350mm，通过转角加热器连接，用吊臂加热板悬挂安装后加热器辐射面下端接近晶锭底部位置，增加准单晶晶锭底部热量预防侧向长晶（如图2）。本技术包括在侧部保温板装置内，在内下侧设计安装高度90-130mm隔热挡火条，当晶体处于初始长晶阶段，隔热笼打开到80mm时隔热挡火条与DS块侧包条处于相同水平位置，最大限度限制了热量从侧面流失，造成晶体从坩埚面引晶。本技术为了适应准单晶硅锭铸造，保证底部籽晶不被熔化并充分引晶，对热交换平台周边采用隔热条进行半包围包覆，包覆面包括热交换平台边缘的上部、侧部和底部。在炉体1内，设计适合准单晶铸锭的专用隔热笼体2，隔热笼体2主要悬挂热场保温材料，设计完成后的隔热钢笼横向内空尺寸范围为1400-1500mm，对角内空尺寸范围为1760-1790mm。在隔热笼体2顶部安装上保温顶板19，四周安装侧保温板内侧保温板4、外侧保温板5、高效保温软毡6构成保温隔热装置，为了保证热场有较好的保温性，起到节能降耗和提高晶体质量目的，热场侧保温板厚度范围设计为90-110mm，保温板为3层通过压缝拼装，其中高效保温软毡6采用的是高效保温软毡材料。下部通过石墨立柱21支撑下保温底板18和热交换平台16。在热场内部设置有加热器10、转角加热器11和吊臂加热板12，其中加热器高度范围为300-350mm，通过转角加热器连接，用吊臂加热板悬挂安装后加热器辐射面下端到达晶锭底部50-80mm位置，增加准单晶晶锭底部热量预防侧向长晶。如图3所示，为了适应准单晶硅锭铸造，保证底部籽晶不被熔化并充分引晶，对热交换平台16周边采用隔热保温条15进行半包围包覆，包覆面包括热交换平台边缘的上部、侧部和底部。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铸造准单晶硅锭的铸锭炉，包括炉体（1），其特征在于，所述炉体（1）内设有隔热笼体（2），隔热笼体（2）包括经4块测角保温板（3）连接成口字型的4块外侧保温板（5），每块外侧保温板（5）的内侧均设有高效保温软毡（6），高效保温软毡（6）的内侧设有内侧保温板（4），所述隔热笼体（2）内侧由上至下依次设有上保温顶板（19）、石英坩埚（8）和下保温底板（18），所述石英坩埚（8）外侧设有坩埚护板（7），坩埚护板（7）的上端连接有进气管（9），坩埚护板（7）外侧设有侧加热器（10），侧加热器（10）的上端连接吊臂加热板（12），吊臂加热板（12）的上端连接有石墨电极（20），所述坩埚护板（7）下端设有坩埚底板（14），坩埚底板（14）下端四周设有隔热保温条（15），隔热保温条（15）内侧设有热交换平台（16），所述热交换平台（16）经石墨立柱（21）固定。

【技术特征摘要】
1.一种铸造准单晶硅锭的铸锭炉，包括炉体（1），其特征在于，所述炉体（1）内设有隔热笼体（2），隔热笼体（2）包括经4块测角保温板（3）连接成口字型的4块外侧保温板（5），每块外侧保温板（5）的内侧均设有高效保温软毡（6），高效保温软毡（6）的内侧设有内侧保温板（4），所述隔热笼体（2）内侧由上至下依次设有上保温顶板（19）、石英坩埚（8）和下保温底板（18），所述石英坩埚（8）外侧设有坩埚护板（7），坩埚护板（7）的上端连接有进气管（9），坩埚护板（7）外侧设有侧加热器（10），侧加热器（10）的上端连接吊臂加热板（12），吊臂加热板（12）的上端连接有石墨电极（20），所述坩埚护板（7）下端设有坩埚底板（14），坩埚底板（14）下端四周设有隔热保温条...

【专利技术属性】
技术研发人员：董朝龙，刘超，雷琦，毛伟，李建俊，洪炳华，张泽兴，黄林，赖昌权，
申请(专利权)人：江西旭阳雷迪高科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江西,36