The invention relates to the field of polycrystalline silicon ingot casting, in particular to a device and a method for preventing the opening of a heat insulation cage ingot. The utility model is characterized in that the utility model comprises a heat insulation cage, wherein the side surface of the heat insulation cage is provided with a side heater. The melting step, gas cooled DS block temperature control is not higher than 1400 DEG C, the melting step jump long crystal, gas cooled DS block temperature of 1300~1360, the temperature at the top of the heater is 1530~1545 DEG C, the top of the heater temperature of the long crystal steps down from 1430 to 1400 DEG C, gas cooling temperature from the DS block 1300 down to 1000 DEG C. By adopting the invention, the thermal insulation cage can be prevented from being opened, and the proportion of the cracked silicon chip is reduced by about 15%; the number of dislocations in the growth of the silicon ingot is effectively controlled, the photoelectric conversion efficiency of the silicon wafer product is high, and the stability is good.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多晶硅铸锭领域,特别是一种免开隔热笼铸锭装置及方法。
技术介绍
目前光伏行业多晶铸锭领域,要想获得高光电转换效率的硅片,以在坩埚底部铺设籽晶(小碎硅料),在籽晶上成核生长的半融工艺为主流工艺。在传统多晶铸锭半熔工艺中,在熔化工艺步骤为确保籽晶的保留,以及长晶工艺步骤过程中保持生长所需必要的过冷度,都是由隔热笼打开的开度来调节,通过隔热笼开度的变化来控制整个铸锭半熔工艺所需要的底部温度,在籽晶化到一定高度时,按工艺步骤逐步打开隔离笼3cm至9cm,确保籽晶保留1.3~1.5cm,在长晶工艺过程中,按工艺步骤逐步打开隔热笼9cm至18cm,确保长晶冒顶长边角全部完成。现有的技术方案有两类:一、美国GT Solar、京运通、精功、晶盛等厂家铸锭设备为主,多晶铸锭炉炉壁夹层通水,当铸锭工艺需要坩埚底部温度下降时,隔热笼开始打开,热量从隔热笼四周辐射出来,由炉壁的冷却水带走热量,由此使坩埚底部DS块(热交换块)温度下降,保留籽晶到必要高度后,开始由过冷度产生竖直向上的长晶驱动力,促使硅锭长晶;二、以德国ALD铸锭设备为主,多晶铸锭炉底部(在DS块正下方)存在一块冷却铜板,铜板内通水,当铸锭工艺需要坩埚底部温度下降时,隔热笼底板直接打开,热量直接被铜板的冷却水带走,实现坩埚底部DS块温度下降的目的,但由于冷却水比热过大,必须要在底部加设加热器进行温度补偿才能保证顶底温差不至于过大造成坩埚破裂漏硅及硅锭热应力不均导致隐裂等问题,通过调节底部加热器功率的大小来保留籽晶到必要高度,再进行后续的长晶工艺。以上两类技术方案存在以下几个弊端:1、在上面所描述的GT ...
【技术保护点】
一种免开隔热笼铸锭装置,包括隔热笼(1),其特征在于,所述隔热笼(1)内侧面设有侧部加热器(2),所述隔热笼(1)内顶部设有顶部加热器(3),所述侧部加热器(2)、顶部加热器(3)通过双电源分开控制;所述隔热笼(1)内部设有石墨底板(8)与其两侧的坩埚石墨护板(11)构成的用于放置坩埚(4)的腔体,所述腔体通过石墨支撑柱(16)穿过隔热笼(1)底部支撑;所述石墨底板(8)底部设有气冷DS块(7)、底部保温板(9),所述气冷DS块(7)内部通有循环冷却氩气;所述顶部保温板(13)设有氩气气道及石墨观察孔(12),所述坩埚(4)内由上至下放置多晶硅料(5)、籽晶(6)。
【技术特征摘要】
1.一种免开隔热笼铸锭装置,包括隔热笼(1),其特征在于,所述隔热笼(1)内侧面设有侧部加热器(2),所述隔热笼(1)内顶部设有顶部加热器(3),所述侧部加热器(2)、顶部加热器(3)通过双电源分开控制;所述隔热笼(1)内部设有石墨底板(8)与其两侧的坩埚石墨护板(11)构成的用于放置坩埚(4)的腔体,所述腔体通过石墨支撑柱(16)穿过隔热笼(1)底部支撑;所述石墨底板(8)底部设有气冷DS块(7)、底部保温板(9),所述气冷DS块(7)内部通有循环冷却氩气;所述顶部保温板(13)设有氩气气道及石墨观察孔(12),所述坩埚(4)内由上至下放置多晶硅料(5)、籽晶(6)。2.根据权利要求1所述装置,其特征在于,所述气冷DS块(7)连接着一个有水冷换热器的氩气气冷循环系统,用于控制氩气的流量大小、进气方向和出气方向。3.一种免开隔热笼铸锭方法,其特征在于,所述方法包括加热步骤、熔化步骤、熔化跳转长晶步骤、长晶步骤、退火步骤、冷却步骤,所述熔化步骤中,气冷DS块(7)温度控制不高于1400℃。4.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:周晓康,李春林,李旭敏,李普,鞠磊,肖宗卫,李宏,
申请(专利权)人:宜昌南玻硅材料有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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