多晶硅铸锭炉的热场结构制造技术

一种多晶硅铸锭炉的热场结构，属多晶硅铸锭炉热场结构的设计与制造技术领域，主要由炉体（１），置于炉体（１）内带吊杆（１２）的保温隔热笼体（２），置于保温隔热笼体（２）上部的保温隔热顶板（６），下部带支柱（４）的保温隔热底板（５），置于保温隔热笼体（２）内固定于保温隔热顶板（６）上的加热器（７），固定于支柱（４）顶部带坩埚（１３）的热交换台（３），置于加热器（７）和热交换台（３）之间的保温隔热环条（９）等构成。由保温隔热笼体与保温隔热底板、保温隔热顶板构成一个封闭的热场腔室，并由保温隔热环条将热场腔室分成上下两部分，不仅能生产出高品质硅锭，也缩短了整个工艺时间，降低了结晶过程中的能耗。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多晶硅铸锭炉的热场结构，属多晶硅铸锭炉 热场结构的设计与制造
技术背景太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源.也是清洁能源。 在太阳能的有效利用当中，大阳能光电利用是近些年来发展最快，最 具活力的研究领域，并由此研制和开发了太阳能电池。制作太阳能电 池主要是以硅材料为主，是以高纯度多晶硅原料定向凝固铸锭，经各 项参数测定，将满足要求的硅块切片封装加工成最终产品。多晶硅铸锭炉是一种硅重熔设备，用于生产大量合格的太阳能级 多晶硅铸锭。生产中，将达到一定纯度要求的多晶硅装入炉中，按工 艺要求加热熔化、定向长晶、热处理、冷却出炉。多晶硅重熔长晶的 这样一个核心环境，我们称之为热场。热场不单为多晶硅熔化提供大 量的热能，在长晶过程中又提供合理的温度梯场以得到合乎要求的多 晶硅晶体。铸造多晶硅中存在大量的晶界，晶界是指晶粒与晶粒之间的分界 面，洁净的晶界不是电活性的，但对少数载流子寿命并无影响或者只 有微小的影响，但是杂质易于在晶界处偏聚或沉淀，此时晶界将具有 电活性，会显著降低少数载流子寿命，晶界越多影响越大。但是研究 表明，如果晶界垂直于器件表面，晶界对材料的电学性能几乎没有影 响。而现有多晶硅铸锭炉由于结构设计上的不足，难以满足生产要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种设计合理，能有效提高多晶硅加工 质量的多晶硅铸锭炉的热场结构。本技术为多晶硅铸锭炉的热场结构，包括炉体，其特征在于 炉体内设有带吊杆的保温隔热笼体，保温隔热笼体的上部设有保温隔 热顶板，下部设有带支柱的保温隔热底板，保温隔热笼体内设有固定 于保温隔热顶板上的加热器，固定于支柱顶部带坩埚的热交换台，加 热器和热交换台之间设有保温隔热环条，支柱的底部固定于炉体的底 部。所述的保温隔热环条可通过连接器与保温隔热顶板固定连接。 本技术设计合理，由保温隔热笼体与保温隔热底板、保温隔 热顶板构成一个封闭的热场腔室，并由保温隔热环条将热场腔室分成 上下两部分，使之在腔体内形成一个垂直且稳定的温度梯场，正常生 产时，承装在坩埚中的多晶硅原材料被搁放在热交换台上完成整个重 熔长晶过程。本技术在实际应用中经测试，不仅能生产出高品质 硅锭，也縮短了整个工艺时间，降低了结晶过程中的能耗。附图说明图1为本技术的整体结构剖视图； 图2为本技术使用状态时的结构剖视图。具体实施方式本技术主要由炉体1，置于炉体1内带吊杆12的保温隔热 笼体2，置于保温隔热笼体2上部的保温隔热顶板6，下部带支柱4 的保温隔热底板5，置于保温隔热笼体2内固定于保温隔热顶板6上 的加热器7，固定于支柱4顶部带坩埚13的热交换台3，置于加热器 7和热交换台3之间的保温隔热环条9等构成；支柱4的底部固定于炉体1的底部，保温隔热环条9通过连接器10与保温隔热顶板6固 定连接。以下结合多晶硅的生产流程对本技术作进一步描述 将多晶硅原料11装满坩锅13，搁放至热交换台3上，操作控制器合紧炉体1，放下保温隔热笼体2，使保温隔热顶板6、保温隔热 底板5分别与保温隔热笼体2的上、下两端合拢，形成一个封闭的热 场腔室8;将炉体l内部包括热场腔室8抽真空，当达到工艺设定的 真空度时，通电启动加热器7，将多晶硅原料加热至一千四百多摄氏 度，使之完全熔化。此时，由于构成热场的保温隔热笼体2、底部的 保温隔热衬板5、顶部的保温隔热衬板6、中部的保温隔热环条9等 均由特殊材料做成，具有良好的保温隔热效能，约十多小时即可将数 百公斤多晶硅原料11完全熔化；按工艺继续保温一段时间，让多晶 硅原料11中的杂质充分熔化、挥发或气化；然后改变控制模式，逐 步、缓慢提起保温隔热笼体2，由于保温材料的作用，在加热器7启 动后热场腔室8与炉体1的腔室之间会形成一个温差，保温隔热笼体 2通过吊杆12提起后，保温隔热笼体2的底部与保温隔热底板5脱 离，大量的热辐射会经由热交换台3按附图2所示箭头方向从保温隔 热笼体2的底部往炉体1腔室散发，此时，坩锅13与热交换台3必 然也发生热交换，从而使坩锅3底部的硅液发生结晶现象。同时，在 保温隔热笼体2提起后，热场腔室8中的保温隔热环条9将热场腔室 8分为上下两部分，上部依然围成一个高温区，在加热器7的作用下， 可维持工艺需要的温度，下部由于散热作用，形成一个低温区，这样， 在整个热场腔室8中，在硅的结晶面形成一个垂直的温度梯场。通过 控制散热与加热，使得硅的结晶凝固得到有效控制，从而生产出高品 质的多晶硅铸锭。权利要求1. 一种多晶硅铸锭炉的热场结构，包括炉体(1)，其特征在于炉体(1)内设有带吊杆(12)的保温隔热笼体(2)，保温隔热笼体(2)的上部设有保温隔热顶板(6)，下部设有带支柱(4)的保温隔热底板(5)，保温隔热笼体(2)内设有固定于保温隔热顶板(6)上的加热器(7)，固定于支柱(4)顶部带坩埚(13)的热交换台(3)，加热器(7)和热交换台(3)之间设有保温隔热环条(9)，支柱(4)的底部固定于炉体(1)的底部。2、 按权利要求1所述多晶硅铸锭炉的热场结构，其特征在于所 述的保温隔热环条(9)通过连接器(10)与保温隔热顶板(6)固定 连接。专利摘要一种多晶硅铸锭炉的热场结构，属多晶硅铸锭炉热场结构的设计与制造
，主要由炉体(1)，置于炉体(1)内带吊杆(12)的保温隔热笼体(2)，置于保温隔热笼体(2)上部的保温隔热顶板(6)，下部带支柱(4)的保温隔热底板(5)，置于保温隔热笼体(2)内固定于保温隔热顶板(6)上的加热器(7)，固定于支柱(4)顶部带坩埚(13)的热交换台(3)，置于加热器(7)和热交换台(3)之间的保温隔热环条(9)等构成。由保温隔热笼体与保温隔热底板、保温隔热顶板构成一个封闭的热场腔室，并由保温隔热环条将热场腔室分成上下两部分，不仅能生产出高品质硅锭，也缩短了整个工艺时间，降低了结晶过程中的能耗。文档编号F27B14/14GK201081543SQ200720113618公开日2008年7月2日 申请日期2007年8月23日 优先权日2007年8月23日专利技术者卫国军, 孙海梁, 徐芳华, 杰 高 申请人:浙江精工科技股份有限公司;绍兴县精工机电研究所有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅铸锭炉的热场结构，包括炉体（１），其特征在于炉体（１）内设有带吊杆（１２）的保温隔热笼体（２），保温隔热笼体（２）的上部设有保温隔热顶板（６），下部设有带支柱（４）的保温隔热底板（５），保温隔热笼体（２）内设有固定于保温隔热顶板（６）上的加热器（７），固定于支柱（４）顶部带坩埚（１３）的热交换台（３），加热器（７）和热交换台（３）之间设有保温隔热环条（９），支柱（４）的底部固定于炉体（１）的底部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卫国军，徐芳华，孙海梁，高杰，
申请(专利权)人：浙江精工科技股份有限公司，绍兴县精工机电研究所有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]