一种多晶硅铸锭炉制造技术

本发明专利技术公开一种多晶硅铸锭炉，包括炉体和设置在炉体内的保温罩，所述保温罩内设置有坩埚、底板、加热器、隔热块及热交换装置；所述底板安装在所述热交换装置上，所述坩埚放置在所述底板上，所述坩埚外壁上安装有坩埚护板，所述底板的侧壁上安装有角度调节机构，所述隔热块安装在所述角度调节机构上，所述隔热块末端与所述保温罩接触连接。本发明专利技术通过改变碳毡隔热块的放置方式，即调节其与底部石墨护板间所成夹角，可以有效控制热量散失途径与方式，实现对热场的调控，以满足铸锭各工艺的不同需求。

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅铸锭炉
本专利技术涉及太阳能光伏产业
，特别是涉及一种多晶硅铸锭炉。
技术介绍
定向凝固法是光伏行业制备太阳能晶体硅的主流技术。铸锭炉内，通常采用设置在顶侧五面的石墨加热器作为加热系统，围绕在侧加热器四周的侧绝热笼通过上下升降，使坩埚内硅料与定向散热块、石墨支撑柱、炉壳等部件通过导热或辐射等方式进行散热，使坩埚内形成特定温度梯度，硅料自下而上定向生长。为了减少硅锭的位错密度，提高硅锭质量，各种新型铸锭技术不断涌现，如全熔高效铸锭工艺以及半熔高效铸锭工艺等。而无论铸锭方式如何，在定向凝固过程中，热场都是影响晶体质量的决定性因素。在目前的铸锭过程中，仅凭侧绝热笼的升降难以对热场进行精准调节和局部控制。因此为了优化热场，会在侧加热器下方，底部石墨护板外侧添加固定位置的隔热块。这一措施可以起到维持固液界面平整以及减小功率消耗等作用。但是，不同的铸锭工艺对隔热块的要求不尽相同。配备有固定位置隔热块的铸锭炉将受到工艺上的限制，因此，固定隔热块难以满足现有铸锭工艺的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多晶硅铸锭炉，以解决上述现有技术存在的问题，其配备的隔热块放置方式可以调节，能够匹配多种工艺需求，提高热场的可控性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种多晶硅铸锭炉，包括炉体和设置在炉体内的保温罩，所述保温罩内设置有坩埚、底板、加热器、隔热块及热交换装置；所述底板安装在所述热交换装置上，所述坩埚放置在所述底板上，所述坩埚外壁上安装有坩埚护板，所述底板的侧壁上安装有角度调节机构，所述隔热块安装在所述角度调节机构上，所述隔热块末端与所述保温罩接触连接。优选的，所述角度调节机构为合页，所述合页包括与所述底板固定连接的第一合页及与所述隔热块固定连接的第二合页，所述第一合页与第二合页铰接；所述第一合页上铰接有撑杆，所述第二合页上固定安装有卡槽，所述卡槽内滑动连接有滑块，所述撑杆所述滑块铰接；所述卡槽一端固定安装有微型电动推杆，所述微型电动推杆的活动端与所述滑块固定连接。优选的，所述保温罩包括保温罩体、上保温板和下保温板，所述上保温板和下保温板均与所述罩体可开合连接；所述隔热块与所述罩体接触连接。优选的，所述加热器包括顶加热器和侧加热器，所述顶加热器设置在所述坩埚上方，所述侧加热器设置在所述坩埚护板的外侧，所述隔热块位于所述侧加热器下方。优选的，所述热交换装置包括散热块和炉壳水冷壁，所述底板与所述散热块固定连接，所述炉壳水冷壁与所述罩体固定连接。优选的，所述坩埚为石英坩埚，所述底板为石墨底板，所述隔热块为碳毡，所述坩埚护板为石墨护板。优选的，所述隔热块的长度为1000mm，宽度为65mm，厚度为20mm。本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术通过改变碳毡隔热块的放置方式，即调节其与底部石墨护板间所成夹角，可以有效控制热量散失途径与方式，实现对热场的调控，以满足铸锭各工艺的不同需求。与现有技术相比，一方面，当隔热块竖直放置，即与底部石墨护板间保持垂直时，隔热板靠近石英坩埚底部，可以阻挡部分来自加热器的热量，避免籽晶过热熔化。另一方面，当碳毡隔热块水平放置，即与底部石墨护板保持平行时，可以将铸锭炉划分为热区和冷区，加热器位于热区内，炉膛下方水冷壁所在区域为冷区。此时，隔热块切断了热区与冷区的辐射散热，有助于减少不必要的热量损失，降低铸锭过程的能耗。同时，有助于实现坩埚侧壁的保温，减少了侧壁结晶的可能性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术多晶硅铸锭炉结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的一种隔热块的布局结构示意图。图3为角度调节机构的结构示意图；其中，1-顶加热器、2-侧加热器、3-坩埚、4-底板、5-隔热块、6-炉体、7-坩埚护板、8-保温罩体、9-上保温板、10-下保温板、11-散热块、12-炉壳水冷壁、13-合页、14-第一合页、15-第二合页、16-撑杆、17-卡槽、18-滑块、19-微型电动推杆、20-转轴。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种多晶硅铸锭炉，包括炉体6和设置在炉体6内的保温罩，所述保温罩内设置有坩埚3、底板4、加热器、隔热块5及热交换装置；所述底板4安装在所述热交换装置上，所述坩埚3放置在所述底板4上，所述坩埚3外壁上安装有坩埚护板7，所述底板4的侧壁上安装有角度调节机构，所述隔热块5安装在所述角度调节机构上，所述隔热块5末端与所述保温罩接触连接；所述角度调节机构为合页13，所述合页13包括与所述底板4固定连接的第一合页14及与所述隔热块5固定连接的第二合页15，所述第一合页14与第二合页15通过转轴20铰接；所述第一合页14上铰接有撑杆16，所述第二合页15上固定安装有卡槽17，所述卡槽17内滑动连接有滑块18，所述撑杆16所述滑块18铰接；所述卡槽17一端固定安装有微型电动推杆19，所述微型电动推杆19的活动端与所述滑块18固定连接。通过微型电动推杆19调节滑块18在卡槽中的位置，可实现对隔热块5的角度调节，当滑块18位于卡槽17的最底端时，撑杆16与转轴20为垂直状态，此时第一合页14与第二合页15为水平状态，隔热块5水平放置；当滑块18位于卡槽17的最顶端时，撑杆16与转轴20为非垂直状态，此时第一合页14与第二合页15为垂直状态，隔热块5竖直放置。所述保温罩包括保温罩体8、上保温板9和下保温板10，所述上保温板9和下保温板10均与所述罩体可开合连接；所述隔热块5与所述罩体接触连接；加热器用于形成温度场，所述加热器包括顶加热器1和侧加热器2，所述顶加热器1设置在所述坩埚3上方，所述侧加热器2设置在所述坩埚护板7的外侧，所述隔热块5位于所述侧加热器2下方；所述热交换装置包括散热块11和炉壳水冷壁12，所述底板4与所述散热块11固定连接，所述炉壳水冷壁12与所述罩体固定连接；所述坩埚3为石英坩埚，为了防止石英坩埚在高温下变软，所述底板4为石墨底板，所述隔热块5为碳毡，所述坩埚护板7为石墨护板；所述隔热块5的长度为1000mm，宽度为65mm，厚度为20mm。具体地，隔热块5的放置角度可以在铸锭过程中根据实际热场情况，以及散热与保温的不同需求进行调节。在图1中示出了隔热块5水平放置时的情况，即第一合页14与第二合页15为水平状态，图2示出了隔热块5竖直放置时的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多晶硅铸锭炉，包括炉体(6)和设置在炉体(6)内的保温罩，其特征在于，所述保温罩内设置有坩埚(3)、底板(4)、加热器、隔热块(5)及热交换装置；所述底板(4)安装在所述热交换装置上，所述坩埚(3)放置在所述底板(4)上，所述坩埚(3)外壁上安装有坩埚护板(7)，所述底板(4)的侧壁上安装有角度调节机构，所述隔热块(5)安装在所述角度调节机构上，所述隔热块(5)末端与所述保温罩接触连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅铸锭炉，包括炉体(6)和设置在炉体(6)内的保温罩，其特征在于，所述保温罩内设置有坩埚(3)、底板(4)、加热器、隔热块(5)及热交换装置；所述底板(4)安装在所述热交换装置上，所述坩埚(3)放置在所述底板(4)上，所述坩埚(3)外壁上安装有坩埚护板(7)，所述底板(4)的侧壁上安装有角度调节机构，所述隔热块(5)安装在所述角度调节机构上，所述隔热块(5)末端与所述保温罩接触连接。


2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于：所述角度调节机构为合页(13)，所述合页(13)包括与所述底板(4)固定连接的第一合页(14)及与所述隔热块(5)固定连接的第二合页(15)，所述第一合页(14)与第二合页(15)铰接；所述第一合页(14)上铰接有撑杆(16)，所述第二合页(15)上固定安装有卡槽(17)，所述卡槽(17)内滑动连接有滑块(18)，所述撑杆(16)所述滑块(18)铰接；所述卡槽(17)一端固定安装有微型电动推杆(19)，所述微型电动推杆(19)的活动端与所述滑块(18)固定连接。


3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继承，冯天舒，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43