一种多晶硅铸锭炉热场结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多晶硅铸锭炉热场结构，包括设置在炉内的隔热笼，隔热笼内设置有坩埚，坩埚的内侧底部设置有第一凹坑，坩埚下方设置有坩埚平台，坩埚平台底部设置有第二凹坑，坩埚的侧壁上设置有石墨挡板，坩埚四周设置有石墨加热器；坩埚平台的底部与支撑柱相连接，支撑柱的底部穿过隔热笼固定在炉体上。本实用新型专利技术能够增强坩埚底部的冷却能力，得到良好的晶体生长热场环境。良好的晶体生长热场环境。良好的晶体生长热场环境。

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅铸锭炉热场结构


[0001]本技术涉及一种热场结构，特别涉及一种多晶硅铸锭炉热场结构。

技术介绍

[0002]多晶硅铸锭炉通过特定的温度梯度，使硅料定向生长为高纯大颗粒柱状晶。由于热场结构不完善引起随机晶向晶界位错夹杂物及氧化物等缺陷，并成为少数载流子的符合中心，减少了光生载流子的寿命，使得多晶硅太阳能效率较低，故热场结构的分析一直使国内外的研究热点。
[0003]多晶硅铸锭炉内热场的分布直接影响硅熔体内温度梯度和固液界面，进而影响到多晶硅柱状的生长，传统的石英坩埚采用底部平整的方形坩埚，由于坩埚底部平整、温度均匀，使得形核区域的面积大而导致无序的自发形核，极易在硅锭中生成细晶甚至非晶，影响多晶硅片的光电转换效率。坩埚平台多为厚度均匀的规则结构，在晶体生长过程中，坩埚底部产生均匀传热，导致硅熔体中心温度变化比边缘缓慢，容易形成曲率过大的固液界面。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是克服现有技术缺陷，提供一种多晶硅铸锭炉热场结构，能够增强坩埚底部的冷却能力，得到良好的晶体生长热场环境。
[0005]本技术的目的是这样实现的：一种多晶硅铸锭炉热场结构，包括设置在炉内的隔热笼，所述隔热笼内设置有坩埚，所述坩埚的内侧底部设置有第一凹坑，所述坩埚下方设置有坩埚平台，所述坩埚平台底部设置有第二凹坑，所述坩埚的侧壁上设置有石墨挡板，所述坩埚四周设置有石墨加热器；所述坩埚平台的底部与支撑柱相连接，所述支撑柱的底部穿过隔热笼固定在炉体上。
[0006]本技术采用以上技术方案，与现有技术相比，有益效果为：在坩埚的底部设置凹坑，增加了坩埚底部的热交换，并且在坩埚平台的底部设置凹坑，增加了中心处的热交换，将两者组合使用，改善了炉内热场的分布，使得坩埚底部冷却能力增强，增加底部散热，使多晶硅柱状晶体垂直于结晶界面生长，提高了晶体生长质量。
[0007]为了提高坩埚底部的热导率，所述第一凹坑为倒锥形槽口，所述坩埚的内侧底部设置有多个倒锥形槽口。
[0008]进一步的，所述倒锥形槽口的深度为1.8
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2.5厘米，直径为1.8
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2.5厘米。
[0009]为了有效抑制坩埚平台中心和外围温度不均匀的情况，所述第二凹坑的中心位于坩埚平台的底部中心，所述坩埚平台的厚度从第二凹坑的中心往第二凹坑的边缘逐渐增加。
[0010]进一步的，所述坩埚平台的底部边缘和第二凹坑的边缘都为圆形。
[0011]进一步的，所述坩埚平台的外边缘大于坩埚的外边缘，但不超过石墨挡板的外边缘。
[0012]为了保持坩埚的平稳，所述坩埚平台的底部第二凹坑的两侧设置有两个支撑柱。
[0013]为了构成轴向与径向综合均匀加热场，所述石墨加热器包括顶部加热器和侧加热器，所述顶部加热器设置在隔热笼的顶部，侧加热器设置在隔热笼的两侧。
附图说明
[0014]图1本技术的结构示意图。
[0015]图2本技术坩埚的俯视图。
[0016]图3本技术坩埚平台的仰视图。
[0017]其中，1隔热笼，2坩埚，3第一凹坑，4坩埚平台，5第二凹坑，6石墨挡板，7支撑柱，8顶部加热器，9侧加热器。
具体实施方式
[0018]如图1所示的一种多晶硅铸锭炉热场结构，包括设置在炉内的隔热笼1，隔热笼1内设置有坩埚2，坩埚2的内侧底部设置有第一凹坑3，坩埚2下方设置有坩埚平台4，坩埚平台4底部设置有第二凹坑5，坩埚2的侧壁上设置有石墨挡板6，坩埚平台4的外边缘大于坩埚的外边缘，但不超过石墨挡板6的外边缘；支撑柱7为石墨支撑柱，坩埚2四周设置有石墨加热器；石墨加热器包括顶部加热器8和侧加热器9，顶部加热器8设置在隔热笼1的顶部，侧加热器9设置在隔热笼1的两侧。坩埚平台4的底部第二凹坑5的两侧设置有两个支撑柱7，坩埚平台4的底部与支撑柱相连接，支撑柱7的底部穿过隔热笼1固定在炉体上。
[0019]如图2所示，第一凹坑3为倒锥形槽口，坩埚2的内侧底部设置有十六个倒锥形槽口；倒锥形槽口的深度为1.8
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2.5厘米，直径为1.8
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2.5厘米。
[0020]如图3所示，第二凹坑5的中心位于坩埚平台4的底部中心，坩埚平台4的厚度从第二凹坑5的中心往第二凹坑5的边缘逐渐增加；第二凹坑5的边缘和坩埚平台4的底部边缘相隔一段距离；坩埚平台4的底部边缘和第二凹坑5的边缘都为圆形。
[0021]本技术工作时，坩埚2底部的第一凹坑3内硅熔体夫人导热率高于周围石英坩埚的导热率，加强了坩埚2底部的热交换，硅熔体内的中心处温度变化较快，温度梯度增大，同时坩埚平台4内的第二凹坑5中心到边缘厚度增加，中心处的散热加快，两种相结合加快了散热效果，随着温度梯度增大，硅溶体内部沿着轴方向热流密度增大，高温熔体随着热对流填充到低温区域，使得等温线下移，使得固液界面趋于平坦，平直的固液界面更有利于多晶硅柱状晶垂直于结晶界面生长，抑制侧壁枝状晶的生长。
[0022]本技术并不局限于上述实施例，在本技术公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的
技术实现思路
，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅铸锭炉热场结构，包括设置在炉内的隔热笼，其特征在于，所述隔热笼内设置有坩埚，所述坩埚的内侧底部设置有第一凹坑，所述坩埚下方设置有坩埚平台，所述坩埚平台底部设置有第二凹坑，所述坩埚的侧壁上设置有石墨挡板，所述坩埚四周设置有石墨加热器；所述坩埚平台的底部与支撑柱相连接，所述支撑柱的底部穿过隔热笼固定在炉体上。2.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，所述第一凹坑为倒锥形槽口，所述坩埚的内侧底部设置有多个倒锥形槽口。3.根据权利要求2所述的一种多晶硅铸锭炉热场结构，其特征在于，所述倒锥形槽口的深度为1.8
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2.5厘米，直径为1.8
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2.5厘米。4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪嘉，吴彬辉，张华翰，
申请(专利权)人：扬州嘉辉新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：