多晶硅铸锭炉的热场结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多晶硅铸锭炉的热场结构，坩埚中部的中心圆柱铜电极及中心圆柱加热器，坩埚的中部设置有对应中心圆柱加热器的中心圆柱加热槽，中心圆柱加热器设置在中心圆柱加热槽内；石墨护罩的侧壁由上至下厚度递减并形成倒置梯形，石墨护罩的侧壁对应坩埚的一侧面垂直设置并平行于坩埚的壁面且外侧面倾斜设置；侧部加热器倾斜设置并与石墨护罩侧壁的外侧面平行设置。该实用新型专利技术由于在坩埚的中间采用入圆柱加热并通过将热场结构的石墨护罩侧壁厚度逐渐变小，并配合将侧部加热器倾斜设置，可以有效提高坩埚内底部及底角处物料的加热效率，从而整体提高多晶硅的受热均匀度以提高结晶均匀度及铸锭质量。

【技术实现步骤摘要】
多晶硅铸锭炉的热场结构
本技术涉及多晶硅电池片生产
，特别涉及一种多晶硅铸锭炉，尤其是一种多晶硅铸锭炉的热场结构的升级改造。
技术介绍
多晶硅电池片的生产工序包括：坩埚喷涂→填料→铸锭→切割成块→线割成片→清洗干燥→检测→包装，其中，铸造多晶硅锭是一道重要的工艺，多晶硅铸锭的质量将直接影响太阳能电池的转换效率和质量。铸造多晶硅锭，是将填料后的坩埚放置在铸锭炉内，经过炉腔抽空、加热、熔化、长晶、退火、冷却后，完成硅锭的铸造。现有技术中多晶硅铸锭炉内设有顶部加热器和侧面加热器，顶部加热器和侧面加热器设为一体，通过顶部铜电极与炉体固定，顶部加热器和侧面加热器提供热量。在多晶硅锭铸造的整个过程中，顶部加热器和侧面加热器是通过热辐射的方式给坩埚内的外侧硅料加热，而坩埚内的中部硅料的升温则完全通过外侧硅料的热量传递来完成，因此，存在以下问题：①由于顶部加热器和侧面加热器通过热辐射的方式加热位于坩埚内的外侧硅料，无法对坩埚内的中部硅料进行加热，所以坩埚内的中部硅料的升温完全通过坩埚内外侧硅料的热量传递来实现，而坩埚内的外侧硅料和中部硅料的温差很大，要使坩埚内硅料的温度达到均匀所需的时间就很长，从而浪费电能。②在长晶过程中，由于硅料内外侧温差大，熔化的硅料会因为温差出现环形流动，温差越大，环形流动越大，长晶时会造成对晶粒的破坏，影响硅锭质量；③热场结构的石墨护罩厚度一直，由于坩埚顶部设置有对应的石墨护罩但底部没有，因此导致坩埚内物料上下受热不均匀，从而影响结晶均匀度及铸锭质量。有鉴于此，如何对现有技术中的多晶硅铸锭炉做出改进，以提高多晶硅铸锭的质量，并降低能耗，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种具有更高效热场结构的多晶硅铸锭炉，以实现铸锭炉坩埚内硅料的高效加热以提高加热效率并降低能耗。为达到上述目的，本技术的技术方案如下：一种多晶硅铸锭炉的热场结构，所述铸锭炉包括：炉体，所述炉体上设置有抽气孔，所述炉体内设置有保温护罩，所述保温护罩内设置有坩埚、对应所述坩埚的石墨护罩、对应所述石墨护罩的顶部加热器及侧部加热器以及位于所述石墨护罩底部的散热平台，所述顶部加热器与侧部加热器由安装在所述炉体顶部的外部加热铜电极控制以实现对石墨护罩顶部及侧部的外部加热，所述保温护罩及散热平台通过设置在所述炉体底部的石墨支柱来支撑，所述散热平台支撑所述石墨护罩，所述石墨护罩的底板支撑所述坩埚；所述热场结构还包括对应所述坩埚中部的中心圆柱铜电极及中心圆柱加热器，所述坩埚的中部设置有对应所述中心圆柱加热器的中心圆柱加热槽，所述中心圆柱加热器设置在所述中心圆柱加热槽内；其中，所述热场结构的石墨护罩的侧壁采用梯形结构，即所述石墨护罩的侧壁由上至下厚度递减并形成倒置梯形，且所述石墨护罩的侧壁对应所述坩埚的一侧面垂直设置并平行于所述坩埚的壁面，所述石墨护罩的侧壁外侧面倾斜设置；对应所述石墨护罩侧壁外侧面的所述侧部加热器倾斜设置并与所述石墨护罩侧壁的外侧面平行设置；所述石墨护罩侧壁最顶端的厚度是最底端厚度的两倍。其中，所述中心圆柱铜电极设置在所述抽气孔内。其中，所述中心圆柱加热槽由设置在所述坩埚中心位置的中心圆筒槽壁围成，所述中心圆筒槽壁与所述坩埚的底板一体化铸成。此外，为了配合热场结构的升级改造，本技术提供了一种对应结构的铸锭炉用坩埚，所述坩埚包括底板、侧壁以及位于中心位置并设置在所述底板上的中心圆筒槽壁，所述中心圆筒槽壁围成圆柱状的中心圆柱加热槽。通过上述技术方案，本技术提供的多晶硅铸锭炉，其升级改造后的热场结构由于在坩埚的中间位置引入圆柱加热，即能够实现中间位置硅料的快速加热，且由于圆柱结构设置而减少了后续切割余料的产生，极大提高了生产效率及产品合格率；此外，通过将热场结构的石墨护罩侧壁厚度逐渐变小，并配合将侧部加热器倾斜设置，可以有效提高坩埚内底部及底角处物料的加热效率，从而整体提高多晶硅的受热均匀度以提高结晶均匀度，从而提高了铸锭质量。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本技术实施例所公开的多晶硅铸锭炉的剖视结构示意图；图2为本技术实施例所公开的坩埚的俯视结构示意图。图中数字表示：11.炉体12.保温护罩13.石墨支柱14.散热平台15.石墨护罩16.顶部加热器17.侧部加热器18.外部加热铜电极19.抽气孔20.中心圆柱铜电极21.中心圆柱加热器22.坩埚23.中心圆筒槽壁24.中心圆柱加热槽具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参考图1，本技术提供了一种多晶硅铸锭炉的热场结构，铸锭炉包括：炉体11，炉体11上设置有抽气孔19，炉体11内设置有保温护罩12，保温护罩12内设置有坩埚22、对应坩埚22的石墨护罩15、对应石墨护罩15的顶部加热器16及侧部加热器17以及位于石墨护罩15底部的散热平台14，顶部加热器16与侧部加热器17由安装在炉体11顶部的外部加热铜电极18控制以实现对石墨护罩15顶部及侧部的外部加热，保温护罩12及散热平台14通过设置在炉体11底部的石墨支柱13来支撑，散热平台14支撑石墨护罩15，石墨护罩15的底板支撑坩埚22；热场结构还包括对应坩埚22中部的中心圆柱铜电极20及中心圆柱加热器21，中心圆柱铜电极20设置在抽气孔19内；坩埚22的中部设置有对应中心圆柱加热器21的中心圆柱加热槽24，中心圆柱加热器21设置在中心圆柱加热槽24内。此外，热场结构的石墨护罩15的侧壁采用梯形结构，即石墨护罩15的侧壁由上至下厚度递减并形成倒置梯形，且石墨护罩15的侧壁对应坩埚22的一侧面垂直设置并平行于坩埚22的壁面，石墨护罩15的侧壁外侧面倾斜设置；对应石墨护罩15侧壁外侧面的侧部加热器17倾斜设置并与石墨护罩15侧壁的外侧面平行设置；石墨护罩15侧壁最顶端的厚度是最底端厚度的两倍。参考图2，坩埚22包括底板、侧壁以及位于中心位置并设置在底板上的中心圆筒槽壁23，中心圆筒槽壁23围成圆柱状的中心圆柱加热槽24，中心圆筒槽壁23与坩埚22的底板一体化铸成。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅铸锭炉的热场结构，所述铸锭炉包括：炉体，所述炉体上设置有抽气孔，所述炉体内设置有保温护罩，所述保温护罩内设置有坩埚、对应所述坩埚的石墨护罩、对应所述石墨护罩的顶部加热器及侧部加热器以及位于所述石墨护罩底部的散热平台，所述顶部加热器与侧部加热器由安装在所述炉体顶部的外部加热铜电极控制以实现对石墨护罩顶部及侧部的外部加热，所述保温护罩及散热平台通过设置在所述炉体底部的石墨支柱来支撑，所述散热平台支撑所述石墨护罩，所述石墨护罩的底板支撑所述坩埚，其特征在于，所述热场结构还包括对应所述坩埚中部的中心圆柱铜电极及中心圆柱加热器，所述坩埚的中部设置有对应所述中心圆柱加热器的中心圆柱加热槽，所述中心圆柱加热器设置在所述中心圆柱加热槽内；其中，所述热场结构的石墨护罩的侧壁采用梯形结构，即所述石墨护罩的侧壁由上至下厚度递减并形成倒置梯形，且所述石墨护罩的侧壁对应所述坩埚的一侧面垂直设置并平行于所述坩埚的壁面，所述石墨护罩的侧壁外侧面倾斜设置；对应所述石墨护罩侧壁外侧面的所述侧部加热器倾斜设置并与所述石墨护罩侧壁的外侧面平行设置。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅铸锭炉的热场结构，所述铸锭炉包括：炉体，所述炉体上设置有抽气孔，所述炉体内设置有保温护罩，所述保温护罩内设置有坩埚、对应所述坩埚的石墨护罩、对应所述石墨护罩的顶部加热器及侧部加热器以及位于所述石墨护罩底部的散热平台，所述顶部加热器与侧部加热器由安装在所述炉体顶部的外部加热铜电极控制以实现对石墨护罩顶部及侧部的外部加热，所述保温护罩及散热平台通过设置在所述炉体底部的石墨支柱来支撑，所述散热平台支撑所述石墨护罩，所述石墨护罩的底板支撑所述坩埚，其特征在于，所述热场结构还包括对应所述坩埚中部的中心圆柱铜电极及中心圆柱加热器，所述坩埚的中部设置有对应所述中心圆柱加热器的中心圆柱加热槽，所述中心圆柱加热器设置在所述中心圆柱加热槽内；其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋兴贤，
申请(专利权)人：常州兆晶光能有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32