一种高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法，包括炉壳、保温层、加热器、坩埚组件、载物台、底部热门装置、冷却铜板和铜板升降机构，所述炉壳包括上炉壳和下炉壳，且保温层包括上部保温层和下部保温层，同时，加热器包括顶部加热器、侧部加热器和底部加热器，且底部热门装置包括导向盖板、开合叶片、导向销和驱动转盘。该高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法，相对于传统技术，具有以下优点：保温层、坩埚、加热器、散热装置等均为圆形，对称性、均匀性均较方形热场明显提升，有利于生长高品质的铸锭单晶，特殊的圆形热门装置和冷却铜板结合，可根据工艺需求调整散热速率、且散热均匀性更好。匀性更好。匀性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法


[0001]本专利技术涉及太阳能铸锭单晶
，具体为一种高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法。

技术介绍

[0002]单晶硅和多晶硅是当前最常用的两种太阳能电池用晶体硅材料，优点和缺点各有不同。单晶硅制造成本高，硅片质量好，电池效率高；多晶硅制造成本低，硅片缺陷多，电池效率低。
[0003]近几年由于单晶硅片的电池效率有突破性进展，要采用CZ法的直拉单晶硅生长方式逐渐占据主流，而多晶硅铸锭厂家则面临大量停产。为此，许多多晶硅铸锭厂家再次尝试用铸锭的方式进行单晶生长，称为铸锭单晶。
[0004]国内通用的铸锭炉热场结构均为方形，进行铸锭单晶生长时难以保证热场温度分布的均匀性，方形结构决定了周边区域(行业内所说的A、B区)与中间区域(行业内所说的C区)差异较大，特别是A、B区晶体品质难以保证。
[0005]且这些炉子，其在熔料完成后开始长晶时，降温方式都是采用提升加热器和侧部保温层或降低底部保温层的方式，这样就必然造成坩埚底部四周的温度低、中央的温度高。固液界面是凹向熔体的，不仅造成硅锭边缘的易多晶形核，且四周的多晶枝晶斜向内向上生长，导致中央的单晶部分会产生位错，造成位错密度加大。
[0006]要想使铸锭单晶能够达到完美的标准以能够与直拉单晶在晶体质量方面抗衡，必须对传统的多晶硅铸锭炉的热场进行升级改造。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法，以解决上述
技术介绍
中提出的热场均匀性差、边角产品质量差，铸锭炉热场结构均为方形，进行铸锭单晶生长时难以保证热场温度分布的均匀性，方形结构决定了周边区域(行业内所说的A、B区)与中间区域(行业内所说的C区)差异较大，特别是A、B区晶体品质难以保证，散热方式导致硅锭边缘的易多晶形核，且四周的多晶枝晶斜向内向上生长，导致中央的单晶部分会产生位错，造成位错密度加大等不足问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法，包括炉壳、保温层、加热器、坩埚组件、载物台、底部热门装置、冷却铜板和铜板升降机构，所述炉壳包括上炉壳和下炉壳，且保温层包括上部保温层和下部保温层，同时，加热器包括顶部加热器、侧部加热器和底部加热器，且底部热门装置包括导向盖板、开合叶片、导向销和驱动转盘，所述上炉壳内腔的上端固定连接有上部保温层，且上部保温层内腔的顶部固定连接有顶部加热器，同时，上部保温层内腔的左右两侧均固定连接有侧部加热器，所述下炉壳内腔的下端固定连接有下部保温层，且下部保温层内腔的底部固定连接有底部加热器，同时，下部保温层的内腔且位于底部加热器的顶部固定连接有载物台，下部保
温层的内腔且位于载物台的上端设置有坩埚组件，所述下部保温层的内腔且位于底部加热器的下端设置有底部热门装置，同时，下部保温层的底部设置有冷却铜板，且下炉壳的底部设置有铜板升降机构，所述上炉壳的顶部设置有进气口，且进气口的末端贯穿至上部保温层的顶部，所述驱动转盘的顶部通过导向销连接有开合叶片，且开合叶片的顶部设置有导向盖板。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法，相对于传统技术，具有以下优点：
[0010]保温层、坩埚、加热器、散热装置等均为圆形，对称性、均匀性均较方形热场明显提升，有利于生长高品质的铸锭单晶，特殊的圆形热门装置和冷却铜板结合，可根据工艺需求调整散热速率、且散热均匀性更好。
附图说明
[0011]结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
[0012]图1为本专利技术结构示意图；
[0013]图2为本专利技术A
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A剖视状态下热门完全打开结构示意图；
[0014]图3为本专利技术A
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A剖视状态下热门闭合结构示意图；
[0015]图4为本专利技术开合叶片结构示意图；
[0016]图5为本专利技术驱动转盘结构示意图。
[0017]图中：炉壳1、上炉壳11、下炉壳12、保温层2、上部保温层21、下部保温层22、加热器3、顶部加热器31、侧部加热器32、底部加热器33、坩埚组件4、载物台5、底部热门装置6、导向盖板61、开合叶片62、导向销63、驱动转盘64、冷却铜板7、铜板升降机构8、进气口9。
具体实施方式
[0018]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。
[0019]请参阅图1
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5，本专利技术提供一种技术方案：一种高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法，包括炉壳1、保温层2、加热器3、坩埚组件4、载物台5、底部热门装置6、冷却铜板7和铜板升降机构8，炉壳1包括上炉壳11和下炉壳12，且保温层2包括上部保温层21和下部保温层22，同时，加热器3包括顶部加热器31、侧部加热器32和底部加热器33，且底部热门装置6包括导向盖板61、开合叶片62、导向销63和驱动转盘64，上炉壳11内腔的上端固定连接有上部保温层21，且上部保温层21内腔的顶部固定连接有顶部加热器31，同时，上部保温层21内腔的左右两侧均固定连接有侧部加热器32，下炉壳12内腔的下端固定连接有下部保温层22，且下部保温层22内腔的底部固定连接有底部加热器33，同时，下部保温层22的内腔且位于底部加热器33的顶部固定连接有载物台5，下部保温层22的内腔且位于载物台5的上端设置有坩埚组件4，下部保温层22的内腔且位于底部加热器33的下端设置有底部热门装置6，同
时，下部保温层22的底部设置有冷却铜板7，且下炉壳12的底部设置有铜板升降机构8，上炉壳11的顶部设置有进气口9，且进气口9的末端贯穿至上部保温层21的顶部，驱动转盘64的顶部通过导向销63连接有开合叶片62，且开合叶片62的顶部设置有导向盖板61。
[0020]本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种圆形热场结构及使用方法，保温层、坩埚、加热器、散热装置等均为圆形，对称性、均匀性均较方形热场明显提升，有利于生长高品质的铸锭单晶，具体技术方案如下：
[0021]1.热场构成如下：
[0022]此热场结构主要组成包括保温层2、加热器3、坩埚组件4、载物台5、底部热门装置6、冷却铜板7、铜板升降机构8、进气口9。
[0023]保温层2分为上部保温层21和下部保温层22，上部保温层21、顶部加热器31和侧部加热器32一起固定在上炉壳11上，下部保温层22、底部加热器33、坩埚组件4、载物台5、底部热门装置6、冷却铜板7、铜板升降机构8均固定在下炉壳12上，可随下炉壳1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高均匀性铸锭单晶热场结构及使用方法，包括炉壳(1)、保温层(2)、加热器(3)、坩埚组件(4)、载物台(5)、底部热门装置(6)、冷却铜板(7)和铜板升降机构(8)，其特征在于：所述炉壳(1)包括上炉壳(11)和下炉壳(12)，且保温层(2)包括上部保温层(21)和下部保温层(22)，同时，加热器(3)包括顶部加热器(31)、侧部加热器(32)和底部加热器(33)，且底部热门装置(6)包括导向盖板(61)、开合叶片(62)、导向销(63)和驱动转盘(64)，所述上炉壳(11)内腔的上端固定连接有上部保温层(21)，且上部保温层(21)内腔的顶部固定连接有顶部加热器(31)，同时，上部保温层(21)内腔的左右两侧均固定连接有侧部加热器(32)，所述下炉壳(...

【专利技术属性】
技术研发人员：白斌，韩科选，李振，周春霞，徐养毅，
申请(专利权)人：苏州步科斯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：