一种双通道式铸锭炉氩气进气方法技术

本发明专利技术涉及一种双通道式铸锭炉氩气进气方法，将氩气进气分为两路，其中的一路氩气从炉顶通过一直管充入铸锭环境中；另一路氩气以一定的偏向角充入铸锭环境中，两路氩气携带的杂质从护板侧面排出。本发明专利技术将氩气进气分成两路，其中一路沿用原先的长直管直通路线，另一路则形成一定的偏向角进入铸锭炉内，避免了直吹硅锭中心，改善了随着硅锭增大导致的环流不充分现象，并消除了因为氩气过量导致中心过冷的情况，利于排除杂质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体硅铸造的
，特别是涉及一种双通道式铸锭炉氩气的进气方法。
技术介绍
铸造多晶硅是目前市场上主流的多晶硅生产方式之一，具有成本低、产出高等优点。然而高密度的杂质和晶体学缺陷是影响其太阳能电池转换效率的重要因素，因此，如何减少杂质含量，生产出高品质的铸造多晶硅锭，降低太阳能电池的制造成本，提高电池效率是大家所共同关注的问题。杂质的主要来源为周围环境以及材料自身，减少杂质的方式很多，可以通过热场控制、材料替换等等方式，当然，通过氩气的吹扫，直接将杂质吹离结晶区域，这是最为简单直接的方式。传统的氩气吹扫方式是炉顶直接通过一长直管充入氩气，进入到坩埚、护板、碳碳盖板组成的铸锭环境中，自顶而下进行吹扫，随后携带环境中的杂质从侧面的坩埚护板口出(以下称单通道式进气方式)。此类结构简单，直接吹扫熔化的硅锭表面及周围的杂质，但是随着硅锭的尺寸的增大，其弊端也逐渐显现：首先随着硅锭的增大，氩气量有所增加，单通道式进气方式对中间区域的冷却量过大，导致中间区域长晶效果不好；其次，随着硅锭及坩埚的增大，尤其在锭高度较高的情况下，原结构将造成环流不充分，甚至引起气流弱区、死区。有鉴于此，提出本专利技术。
技术实现思路
针对现有技术的上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种双通道式铸锭炉氩气进气方法，该方法消除了中间过冷及环流不充分的现象，改善了铸锭炉的排杂效果，提高了铸锭的质量。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种双通道式铸锭炉氩气进气方法，将氩气进气分为两路，其中的一路氩气从炉顶通过一直管充入铸锭环境中；另一路氩气以一定的偏向角充入铸锭环境中, 两路氩气携带的杂质从护板侧面排出。所述的氩气在双通道式铸锭炉氩气进气装置内进气，所述的双通道式铸锭炉氩气进气装置包括铸锭环境，所述的铸锭环境上方接通有氩气进气通道一和氩气进气通道二，所述的氩气进气通道一和氩气进气通道二并列设置，所述的氩气进气通道一设有一偏向角。所述的铸锭环境由坩埚、护板和碳碳盖板包围而成。所述的偏向角为可调角度的偏向角。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的双通道式铸锭炉氩气进气方法，将氩气进气分成两路，其中一路沿用原先的长直管直通路线，另一路则形成一定的偏向角进入铸锭炉内，避免了直吹硅锭中心，改善了随着硅锭增大导致的环流不充分现象，并消除了因为氩气过量导致中心过冷的情况，利于排除杂质。附图说明图1为实施例的双通道式铸锭炉氩气进气装置；其中，1为氩气进气通道一、2为氩气进气通道二、3为碳碳盖板、4为护板、5为铸锭环境、6为偏向角；图2为实施例的气流图；图3为对比例的氩气进气装置；其中，7为单直管；图4-6为对比例单通道方式下不同坩埚尺寸的气流情况，其中图4为G6规格、图5为G7规格、图6为G8规格；图7为对比例中的气流图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。实施例如图1所示，本专利技术双通道式铸锭炉氩气进气方法，将氩气进气分为两路，其中的一路氩气从炉顶通过一直管充入铸锭环境中，该路氩气携带的杂质从护板侧面排出；另一路氩气以一定的偏向角充入铸锭环境中，两路氩气携带的杂质从护板侧面排出。本专利技术的氩气在双通道式铸锭炉氩气进气装置内进气，双通道式铸锭炉氩气进气装置包括铸锭环境5，铸锭环境5由坩埚、护板4和碳碳盖板3包围而成，铸锭环境5上方接通有氩气进气通道一1和氩气进气通道二2，氩气进气通道一1和氩气进气通道二2并列设置，氩气进气通道一1设有一偏向角6，偏向角6为可调角度的偏向角，偏向角6的角度根据硅锭的尺寸进行调整，偏向角6的变化会导致环流的变化。对比例如图3所示，本对比例中采用传统型氩气排杂方式，即一根单直管7直通坩埚、护板4以及碳碳盖板3组成的铸锭环境5内，随后携带铸锭环境5中的杂质从侧面的坩埚护板4口出。性能分析为了证明该结构是否可行，我们利用了计算机模拟结果进行分析， 具体如下：1、如图4-7所示，我们通过计算机模拟，可以看到对比例的排杂方式，在硅锭不大的情况下，可以形成整体的环流，但是随着硅锭的增大，会在硅锭中心偏外区域形成一弱区，无法实现整体环流，形成了流动弱区，而该弱区的存在，容易造成该范围内的杂质排出的难度，导致杂质无法顺利排出，从而残留在铸锭环境中，最后在硅锭表面上形成杂质圈，并且该种现象会随着硅锭的增大愈发严重。另外，随着氩气用量的增大，直接吹向硅锭中间区域的氩气量也会随着增大，大量的冷气源容易造成中间区域过冷，形成尖状突起籽晶，一则造成硅锭外观不好看，更重要是影响硅锭的质量。2、本专利技术中，其中一路氩气沿袭了单通道型方式，直接从炉顶向硅锭中心吹扫，随后携带杂质从坩埚护板4侧排出；另外还分流了一路氩气，该路氩气从炉顶进入后以一定偏向角6方式进入炉内，以改善硅锭增大带来的诸多弊端。如图2所示，多了一路侧向吹扫路径后，明显改善了对比例中的环流，环流不充分的现象减弱了，环流弱区逐步消失，取而代之是炉内区域的大范围环流，跟小尺寸铸造硅锭的环流类似。另外，在观察出口处气流排出趋势时，实施例明显要优于对比例单通道形式，水平向的运动得以加强，上下层的交换区间变小，更利于出口处的杂质向外排出。实施例一方面增强了区域内的整体环流，另一方面也建立了更利于气流排出的形式。随着硅锭尺寸增大，氩气用量增大，偏向角度的变化，环流会有所变化，具体需要根据硅锭的尺寸变化进行调整，偏向角度的存在，总体上改善了环流形势，减弱了环流弱区。而针对原先氩气直冲硅锭中心的情况，在本专利技术中得到明显的改善，由于另一路氩气的分流，分流了一部分直接向硅锭中心冲击的氩气，减弱了直冲硅锭中心的气流，从而避免了中心过冷的现象。本专利技术的双通道式铸锭炉氩气进气方法，通过计算机模拟验证，相比单通道式氩气进气方式，本专利技术有利于改善环流不充分以及中心过冷情况，更利于杂质的排除，提高铸锭的质量。上述实施例仅用于解释说明本专利技术的专利技术构思，而非对本专利技术权利保护的限定，凡利用此构思对本专利技术进行非实质性的改动，均应落入本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双通道式铸锭炉氩气进气方法，其特征在：将氩气进气分为两路，其中的一路氩气从炉顶通过一直管充入铸锭环境中；另一路氩气以一定的偏向角充入铸锭环境中，两路氩气携带的杂质从护板侧面排出。

【技术特征摘要】
1.一种双通道式铸锭炉氩气进气方法，其特征在：将氩气进气分为两路，其中的一路氩气从炉顶通过一直管充入铸锭环境中；另一路氩气以一定的偏向角充入铸锭环境中，两路氩气携带的杂质从护板侧面排出。2.如权利要求1所述的双通道式铸锭炉氩气进气方法，其特征在于：所述的氩气在双通道式铸锭炉氩气进气装置内进气，所述的双通道式铸锭炉氩气进气装置包括铸锭环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜，金力，袁华中，金越顺，朱卫锋，来迪文，
申请(专利权)人：浙江精功科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33