多晶硅铸锭炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多晶硅铸锭炉，包括：炉体；设置于所述炉体内的坩埚，用于盛放晶体硅；位于所述坩埚顶部的顶部加热器；位于所述坩埚外侧壁的侧部加热器；包围于所述坩埚外侧壁、顶部加热器及侧部加热器的隔热笼；位于所述坩埚底部的底部加热器，所述顶部加热器、侧部加热器或底部加热器用于对所述坩埚加热；设置于底部加热器与所述坩埚底部之间的冷却装置，用于通过冷却气体对所述炉体内散热。上述多晶硅铸锭炉可利用上述冷却装置的气冷的方式对上述坩埚的底部进行冷却、由于对坩埚底部快速、均匀的进行散热，有利于提升横向温度梯度均匀性。

Polycrystalline silicon ingot furnace

The utility model relates to a polycrystalline silicon ingot furnace, comprising a furnace body; the crucible is arranged in the furnace body, used for crystal silicon; the top heater is located on the top of the crucible; the side wall of the heater is located outside of the crucible; on the outside of the crucible wall, surrounded by the top side heater and heater the heat insulation cage; the bottom heater is located at the bottom of the crucible, the top or bottom side of the heater, the heater heater is used to heat to the crucible; the cooling device is arranged between the bottom of the heater and the bottom of the crucible, used to pass the cooling gas to the furnace body heat. The polycrystalline silicon ingot furnace bottom cooling device using the gas cooling method of the crucible for cooling, due to the rapid and uniform heat dissipation on the bottom of the crucible, is conducive to enhancing the transverse temperature gradient uniformity.

【技术实现步骤摘要】
多晶硅铸锭炉
本技术涉及光伏制造领域，特别是涉及一种多晶硅铸锭炉。
技术介绍
太阳能光伏发电是一种可持续能源，近年来在各国都得到了迅速的发展。目前应用最普遍的是晶体硅太阳能电池，晶体硅太阳能电池主要由单晶硅片或多晶硅片制成。其中多晶硅片以产能高、能耗低、成本低占据主导地位，铸锭炉是多晶硅片生产过程中的核心设备。目前现有的铸锭炉的长晶过程通过提升隔热笼或降隔热底板方式来降温。随着光伏行业的不断发展，铸锭炉尺寸的增大，这种热场结构存在硅锭越大，等温线分布越不均匀，横向温度梯度越大等困难。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述铸锭炉热场结构热场难以控制、等温线分布不均匀，横向温度梯度大的问题，提供一种横向温度梯度均匀的多晶硅铸锭炉。一种多晶硅铸锭炉，包括：炉体；设置于所述炉体内的坩埚，用于盛放晶体硅；位于所述坩埚顶部的顶部加热器；位于所述坩埚外侧壁的侧部加热器；包裹所述坩埚外侧壁、顶部加热器及侧部加热器的隔热笼；位于所述坩埚底部的底部加热器，所述顶部加热器、侧部加热器以及底部加热器用于对所述坩埚加热；以及设置于底部加热器与所述坩埚底部之间的冷却装置，用于通过冷却气体对所述炉体内散热。上述多晶硅铸锭炉可利用上述冷却装置的气冷的方式对上述坩埚的底部进行冷却、由于对坩埚底部快速、均匀的进行散热，有利于提升横向温度梯度均匀性。在其中一个实施方式中，所述冷却装置包括：热交换平台，具有第一中空腔；连接于所述热交换平台的进气管，冷却气体通过所述进气管进入所述热交换平台的中空腔内；连接于所述热交换平台的石墨立柱，具有第二中空腔，进入所述热交换平台中空腔内的冷却气体经过所述石墨立柱排出炉体外。在其中一个实施方式中，所述进气管由所述炉体的底部进入所述炉体内。在其中一个实施方式中，所述热交换平台由所述石墨立柱支撑连接。在其中一个实施方式中，所述多晶硅铸锭炉还包括真空泵，用于通过所述进气管向所述热交换平台通入气体。在其中一个实施方式中，所述底部加热器具有至少一个加热组件，所述加热组件包括：一对加热条；连接于该对加热条之间的两个连接板，所述两个连接板分别设置于所述加热条的两端；设置于其中一个所述连接板的石墨电极，以使电流通过所述石墨电极流入所述加热条。在其中一个实施方式中，所述石墨电极通过所述炉体的侧壁伸出炉体外，以外接加热电路。在其中一个实施方式中，所述底部加热器具有三个并列设置加热组件，该三个加热组件共用一个与石墨电极相对的连接板。在其中一个实施方式中，所述底部加热器的工作功率范围为40KW至80KW。在其中一个实施方式中，所述多晶硅铸锭炉还包括：设置于所述坩埚外侧壁与所述侧部加热器之间的石墨护板；设置于所述坩埚底板与所述底部加热器之间的石墨底板；设置于所述顶部加热器外侧的顶部保温板；设置于所述侧部加热器外侧的侧部保温板。附图说明图1为本技术一优选实施方式的多晶硅铸锭炉的整体结构示意图；图2为本技术一优选实施方式的多晶硅铸锭炉的底部加热器的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本技术一优选实施方式公开了一种多晶硅铸锭炉100，该多晶硅铸锭炉100包括炉体110、坩埚120、隔热笼130、加热装置及冷却装置150。具体地，上述坩埚120设置于上述炉体110内，用于盛放晶体硅，该晶体硅在该坩埚120进行生长。上述加热装置包括顶部加热器141、侧部加热器142及底部加热器143，顶部加热器141位于上述坩埚120的顶部，侧部加热器142位于上述坩埚120的外侧壁，上述底部加热器143位于上述坩埚120的底部，上述顶部加热器141、侧部加热器142及底部加热器143用于对上述坩埚120进行加热。上述冷却装置150设置在上述底部加热器143的下侧，用于通过冷却气体对所述炉体内散热。具体地，上述冷却装置150包括热交换平台151、进气管152、石墨立柱153，上述热交换平台151具有第一中空腔(图未示)，该第一中空腔分布在上述热交换平台内部，上述进气管152连接于上述热交换平台151的进气管，冷却气体通过所述进气管进入所述热交换平台的中空腔内，上述石墨立柱153具有第二中空腔，该第二中空腔贯穿上述石墨立柱153的顶部及底部，进入上述热交换平台151的冷却气体可经过所述石墨立柱排出炉体外。上述进气管152可连接热交换平台151下侧面的中间位置，这样，由上述进气管152进入上述交换平台151的冷却气体能够由上述热交换平台151中间位置迅速地向四周扩散，达到利用上述交换平台151快速地对坩埚120底部进行散热。上述石墨立柱153连接热交换平台151下侧面的接近边缘的位置，石墨立柱153，该石墨立柱153一方面作为进入热交换平台151的冷却气体的出气管，另一方面该石墨立柱153与上述热交换平台151支撑连接，以作为上述用于支撑上述热交换平台151的支撑柱。上述多晶硅铸锭炉100还可以包括一真空泵(图未示)，该真空泵用于连接上述进气管152及石墨立柱153的一端，使上述真空泵、进气管152、热交换平台151及石墨立柱153形成一气路的回路。由上述真空泵提供动力，气体由进气管152进入上述热交换平台151，并在热交换平台151的第一中空腔充分地吸收上述炉体110内，特别是接近坩埚120底部的热量，并通过上述石墨立柱153的第二中空腔快速的带走所吸收的热量。其中，进入该炉体内的上述冷却气体的压力与炉体内的原有的压力基本保持一致，在上述晶体硅的长晶阶段，不打开隔热笼，通过上述冷却气体对坩埚底部进行散热。本实施方式中，通入上述进气管152的气体为惰性气体，例如该惰性气体可以为氩气等。上述真空泵设置在上述炉体110的外部，且该真空泵可以为罗茨真空泵组，但本技术对真空泵的类型不限于此，只要能够达到本技术目的均可。上述底部加热器143具有至少一个加热组件，本实施方式中，该加热组件为三个，每个加热组件包括一对加热条1431，该对加热条1431并排设置，该对并排设置的加热条1431之间的对应两端连接有两个连接板，分别为第一连接板1432及第二连接板1433，其中一个连接板(例如是第一连接板1432)设置有石墨电极1434，上述加热条1431通过经过由石墨电极1434进入加热条1431的电流而发出热量，进而对坩埚120的底部进行加热。上述三个加热组件并列设置。其中，与每个石墨电极1434相对一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，包括：炉体；设置于所述炉体内的坩埚，用于盛放晶体硅；位于所述坩埚顶部的顶部加热器；位于所述坩埚外侧壁的侧部加热器；包裹所述坩埚外侧壁、顶部加热器及侧部加热器的隔热笼；位于所述坩埚底部的底部加热器，所述顶部加热器、侧部加热器以及底部加热器用于对所述坩埚加热；以及设置于底部加热器与所述坩埚底部之间的冷却装置，用于通过冷却气体对所述炉体内散热。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，包括：炉体；设置于所述炉体内的坩埚，用于盛放晶体硅；位于所述坩埚顶部的顶部加热器；位于所述坩埚外侧壁的侧部加热器；包裹所述坩埚外侧壁、顶部加热器及侧部加热器的隔热笼；位于所述坩埚底部的底部加热器，所述顶部加热器、侧部加热器以及底部加热器用于对所述坩埚加热；以及设置于底部加热器与所述坩埚底部之间的冷却装置，用于通过冷却气体对所述炉体内散热。2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述冷却装置包括：热交换平台，具有第一中空腔；连接于所述热交换平台的进气管，冷却气体通过所述进气管进入所述热交换平台的中空腔内；连接于所述热交换平台的石墨立柱，具有第二中空腔，进入所述热交换平台中空腔内的冷却气体经过所述石墨立柱排出炉体外。3.根据权利要求2所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述进气管由所述炉体的底部进入所述炉体内。4.根据权利要求2所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述热交换平台由所述石墨立柱支撑连接。5.根据权利要求2所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述多晶硅铸锭炉还包括真...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成龙，陈湘伟，尹祚鹏，高宝庆，
申请(专利权)人：江苏协鑫软控设备科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32