一种太阳能多晶硅的定向凝固炉及定向凝固方法技术

本发明专利技术提供一种太阳能多晶硅的定向凝固炉，包括炉体，所述炉体内设置有隔热笼，所述隔热笼底部开口，开口处设置有底部密封板，所述底部密封板相对隔热笼移动密封相向隔热笼移动开口；所述隔热笼内设置有加热电极，所述加热电极内部设置有生长坩埚，所述生长坩埚底部设置有冷却块。在加热和熔化过程中，绝热体是封闭的。长晶时将四周绝热体提升，在坩埚下面开出一个传热的口子，使硅液从底部开始冷却，实现由下往上的定向凝固。该生长方法可生长大的多晶硅锭，因而产出量高。另外该工艺控制相对单晶生长简单，生产成本低。

A Directional Solidification Furnace and Directional Solidification Method for Solar Polycrystalline Silicon

The invention provides a directional solidification furnace of solar energy polycrystalline silicon, including a furnace body, in which a heat insulating cage is arranged, the bottom opening of the heat insulating cage is provided with a bottom sealing plate, and the bottom sealing plate moves the opening relative to the heat insulating cage to move the sealing towards the heat insulating cage; a heating electrode is arranged in the heat insulating cage, and a growth crucible is arranged inside the heat insulating electrode. A cooling block is arranged at the bottom of the growth crucible. During heating and melting, the insulator is closed. When the crystal grows, the insulation around it is lifted, and a heat transfer opening is opened under the crucible, so that the liquid silicon can be cooled from the bottom to realize the directional solidification from the bottom to the top. The growth method can grow large polycrystalline silicon ingots, so the output is high. In addition, the process control is relatively simple for single crystal growth and low production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能多晶硅的定向凝固炉及定向凝固方法
本专利技术涉及多晶硅的生长方法，具体涉及一种太阳能多晶硅的定向凝固炉及定向凝固方法。
技术介绍
高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。世界多晶硅的产量2005年为28750吨，其中半导体级为20250吨，太阳能级为8500吨。半导体级需求量约为19000吨，略有过剩；太阳能级的需求量为15600吨，供不应求。近年来，全球太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。全球多晶硅由供过于求转向供不应求。受此影响，作为太阳能电池主要原料的多晶硅价格快速上涨。中国多晶硅工业起步于20世纪50年代，60年代中期实现了产业化，到70年代，生产厂家曾经发展到20多家。但由于工艺技术落后，环境污染严重，消耗大，成本高等原因，绝大部分企业亏损而相继停产或转产。到目前为止，国内有多晶硅生产条件的单位有洛阳中硅高科技有限公司、峨嵋半导体材料厂(所)、四川新光硅业科技有限责任公司3家企业。中国集成电路和太阳能电池对多晶硅的需求快速增长，2005年集成电路产业需要电子级多晶硅约1000吨，太阳能电池需要多晶硅约1400吨；到2010年，中国电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨，光伏级多晶硅年需求量将达到约4200吨。而中国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95％以上多晶硅材料需要进口，供应长期受制于人，再加上价格的暴涨，已经危及到多晶硅下游众多企业的发展，成为制约中国信息产业和光伏产业产业发展的瓶颈问题。因而研究开发简单快速的多晶硅的生长方法成为急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种太阳能多晶硅的定向凝固炉及定向凝固方法，在加热和熔化过程中，绝热体是封闭的。长晶时将四周绝热体提升，在坩埚下面开出一个传热的口子，使硅液从底部开始冷却，实现由下往上的定向凝固。该生长方法可生长大的多晶硅锭，因而产出量高。另外该工艺控制相对单晶生长简单，生产成本低。本专利技术的技术方案是：一种太阳能多晶硅的定向凝固炉，包括炉体，所述炉体内设置有隔热笼，所述隔热笼底部开口，开口处设置有底部密封板，所述底部密封板相对隔热笼移动密封相向隔热笼移动开口；所述隔热笼内设置有加热电极，所述加热电极内部设置有生长坩埚，所述生长坩埚底部设置有冷却块。进一步的，所述底部密封板底部连接穿过炉体的第一连杆，所述第一连杆连接能够带动第一连杆上下运动的第一电机。进一步的，所述隔热笼顶部连接穿过炉体的第二连杆，所述第二连杆连接能够带动第二连杆上下运动的第二电极。进一步的，所述第二电极固定于支架上。进一步的，所述炉体底部设置有支撑座。进一步的，所述加热电极通过加热电极支撑架固定于隔热笼内部。进一步的，所述生长坩埚外围包裹有保温层。本专利技术还提供一种太阳能多晶硅的定向凝固方法，具体步骤如下：长晶时将四周隔热笼提升或者将底部密封板下拉，在生长坩埚下面开出一个传热的口子，使生长坩埚内部的硅液从底部开始冷却，实现由下往上的定向凝固。本专利技术的有益效果是：在加热和熔化过程中，绝热体是封闭的。长晶时将四周绝热体提升，在坩埚下面开出一个传热的口子，使硅液从底部开始冷却，实现由下往上的定向凝固。该生长方法可生长大的多晶硅锭，因而产出量高。另外该工艺控制相对单晶生长简单，生产成本低。附图说明图1为定向凝固炉的炉体内部结构图；图2为带有底部密封板伸缩结构的炉体结构图；图3为带有隔热笼伸缩结构的炉体结构图。图中：1为隔热笼，2为加热电极支撑架，3为炉体，4为加热电极，5为生长坩埚，6为保温层，7为冷却块，8为底部密封板，9为第一连杆，10为第一电机，11为第二连杆，12为第二电极，13为支架，14为支撑座。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。如图1所示，一种太阳能多晶硅的定向凝固炉，包括炉体3，炉体3内设置有隔热笼1，隔热笼1底部开口，开口处设置有底部密封板8，底部密封板8相对隔热笼1移动密封相向隔热笼1移动开口。隔热笼1内设置有加热电极4，加热电极4通过加热电极支撑架2固定于隔热笼1内部。加热电极4内部设置有生长坩埚5，生长坩埚5底部设置有冷却块7。生长坩埚5外围包裹有保温层6。炉体3底部设置有支撑座14。作为优选的实施方式，如图2所示，底部密封板8底部连接穿过炉体3的第一连杆9，第一连杆9连接能够带动第一连杆上下运动的第一电机10。作为优选的实施方式，如图3所示，隔热笼1顶部连接穿过炉体3的第二连杆11，第二连杆11连接能够带动第二连杆11上下运动的第二电极12。第二电极12固定于支架13上。太阳能多晶硅的定向凝固方法，具体步骤如下：长晶时将四周隔热笼提升或者将底部密封板下拉，在生长坩埚下面开出一个传热的口子，使生长坩埚内部的硅液从底部开始冷却，实现由下往上的定向凝固。该生长方法可生长大的多晶硅锭，因而产出量高。另外该工艺控制相对单晶生长简单，生产成本低。以上仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能多晶硅的定向凝固炉，其特征在于：包括炉体(3)，所述炉体(3)内设置有隔热笼(1)，所述隔热笼(1)底部开口，开口处设置有底部密封板(8)，所述底部密封板(8)相对隔热笼(1)移动密封相向隔热笼(1)移动开口；所述隔热笼(1)内设置有加热电极(4)，所述加热电极(4)内部设置有生长坩埚(5)，所述生长坩埚(5)底部设置有冷却块(7)。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能多晶硅的定向凝固炉，其特征在于：包括炉体(3)，所述炉体(3)内设置有隔热笼(1)，所述隔热笼(1)底部开口，开口处设置有底部密封板(8)，所述底部密封板(8)相对隔热笼(1)移动密封相向隔热笼(1)移动开口；所述隔热笼(1)内设置有加热电极(4)，所述加热电极(4)内部设置有生长坩埚(5)，所述生长坩埚(5)底部设置有冷却块(7)。2.根据权利要求1所述的一种太阳能多晶硅的定向凝固炉，其特征在于：所述底部密封板(8)底部连接穿过炉体(3)的第一连杆(9)，所述第一连杆(9)连接能够带动第一连杆上下运动的第一电机(10)。3.根据权利要求1所述的一种太阳能多晶硅的定向凝固炉，其特征在于：所述隔热笼(1)顶部连接穿过炉体(3)的第二连杆(11)，所述第二连杆(11)连接能够带动第二连杆(11)上下运动的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：余刚，丁一，王剑，姚玖洪，
申请(专利权)人：镇江仁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32