一种新型准单晶铸锭炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型准单晶铸锭炉，它包括有炉体、隔热笼、热交换台、石墨坩埚、以及石墨加热片，其中，热交换台位于隔热笼内，石墨坩埚放置在热交换台上，石墨加热片夹在隔热笼内壁上的保温材料和石墨坩埚之间，隔热笼内部设有保温隔条，保温隔条通过吊杆与隔热笼外部的可移动框架相连。本实用新型专利技术通过可移动框架提升隔热笼内部的保温隔条而控制长晶各阶段的温度梯度，可始终保持固液界面接近水平或呈现微凸状态，保证单晶的顺利生长。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及晶硅制造
，尤其是涉及ー种用于铸准单晶的铸锭炉。
技术介绍
随着新能源技术应用的日益广泛，对太阳能电池的要求越来越高，高效、高品质、低成本的生产方式也越来越受到重视。太阳能电池硅片主要包括有直拉单晶硅、薄膜非晶硅、鋳造多晶硅、帯状多晶硅、薄膜多晶硅，这些晶硅各有优缺点，目前应用最广泛的晶硅是直拉单晶硅与铸造多晶硅，约占太阳能光电材料的90 %左右，相较而言，单晶硅的转化率要高于多晶硅，商业使用的单晶硅电池片转换率在18% 19%左右，现行制备单晶硅的方法主要是直拉单晶，这种方法提炼出来的单晶硅是圆形，直径在150 220mm左右，单铸产量偏低，而且由于电池片所需形状为方形，故还需将圆形的直拉单晶切割为方形，导致实际利用的单晶硅更少。多晶硅的单锭产量已经达到660Kg，可切率在68% 70%上下，另外由于其铸锭形状为长方形，故利用率大为提高，但多晶硅的转化率只有16% 17%。采用定向凝固法来铸单晶在产量和利用率上有较大优势，铸单晶的关键在于引晶和热场控制，引晶是指在石英坩埚底部铺设块状籽晶，硅熔液部分熔化籽晶，并受籽晶的诱导而定向长晶的过程。现有的铸锭炉其热场一般都是ー个固定的热腔，想要兼顾各阶段的热场梯度、耗能情况，固液面控制非常困难，特别对晶体生长的后期动カ提供不足，有必要予以改进
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术存在的不足之处而提供ー种新型准单晶铸锭炉，它可以控制长晶各阶段的温度梯度，始終保持固液界面接近水平或呈现微凸的状态。为实现上述目的，本技术的新型准单晶铸锭炉包括有炉体、隔热笼、热交換台、石墨i甘祸、以及石墨加热片，其中，热交换台位于隔热笼内，石墨i甘祸放置在热交换台上，石墨加热片夹在隔热笼内壁上的保温材料和石墨坩埚之间，隔热笼内部设有保温隔条，保温隔条通过吊杆与隔热笼外部的可移动框架相连。作为上述技术方案的优选，所述的框架与固定在炉体顶盖上由伺服控制器控制传动的第一升降装置相连。作为上述技术方案的优选，所述的隔热笼底部开ロ处还设有可移动而实现隔热笼开闭的隔热底板。作为上述技术方案的优选，所述的隔热底板由固定在炉体底部的第二升降装置带动。本技术的有益效果在于它通过可移动框架提升隔热笼内部的保温隔条而控制长晶各阶段的温度梯度，可始終保持固液界面接近水平或呈现微凸状态，保证单晶的顺利生长。附图说明以下结合附图对本技术做进ー步的说明图I为本技术的整体结构示意图。具体实施方式见图I所示本技术的ー种新型准单晶铸锭炉主要包括有炉体10、隔热笼20、热交换台30、石墨；t甘祸40、以及石墨加热片50,其中，热交换台30位于隔热笼20内，石墨;t甘埚40放置在热交換台30上，石墨加热片50夹在隔热笼20内壁上的保温材料和石墨坩埚40之间；隔热笼20内部设有ー圈保温隔条60，保温隔条60通过由耐高温的金属或非金属材料制成的四根吊杆61与隔热笼20外部的可移动不锈钢框架70相连，框架70与固定在炉·体10顶盖上由伺服控制器(也可以是气缸)控制传动的第一升降装置(图中未示出)相连，从而实现保温隔条60的升降。另外，隔热笼20底部开ロ处设有可移动的隔热底板80，隔热底板80由固定在炉体10底部的第二升降装置90带动，从而实现隔热笼20的开闭。下面结合单晶硅铸锭过程来说明本技术的工作原理单晶硅的整个铸锭过程包括五个阶段加热、熔化、长晶、退火、冷却，在加热和熔化前期，保温隔条60处于最低位，以充分保证热量从坩埚护板和热交換台30进入硅料。当炉体10内温度上升至1400°C以上时，保温隔条60提升，位置到达石墨坩埚40底板上沿，一直維持到熔化结束，提升保温隔条60很大程度上隔绝了通过热交換台30流入硅料中的热量，保护放置在石墨坩埚40底部的籽晶。进入长晶阶段后，按设定的エ艺參数，通过降低隔热底板80，达到长晶效果，而提升保温隔条60则カ求达到ー个微凸的等温曲线，双隔腔的设计也保证了晶体后续长晶的动力。当进入退火阶段后，保温隔条60降至最低点，隔热底板80回归原位使隔热笼20闭合，保证长晶完成后整个硅锭处于ー个均匀的热场环境下，减少内应カ的产生。本技术与其它铸锭炉相比，具有如下两点优势(I)其它铸锭炉的热场固定，无法兼顾长晶各阶段固液面的状态，而本技术的保温隔条可以随长晶趋势的变化而升降，提供ー个合理的温度梯度曲线，优化晶体生长。(2)其它铸锭炉由于热场固定，在退火阶段，整个硅锭无法处在一个稳定、均匀的温度分布环境，或者需要更长时间来达到去内应カ的效果，而本技术的保温隔条可使硅锭上下温度更均匀，大大缩短退火时间，从而有效降低能耗。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不因此而限定本技术的保护范围，凡是依本技术所作的均等变化与修饰皆属于本技术涵盖的专利范围内。权利要求1.ー种新型准单晶铸锭炉，包括有炉体(10)、隔热笼(20)、热交換台(30)、石墨坩埚(40)、以及石墨加热片(50)，其中，热交換台(30)位于隔热笼(20)内，石墨坩埚(40)放置在热交換台(30)上，石墨加热片(50)夹在隔热笼(20)内壁上的保温材料和石墨坩埚(40)之间，其特征在于隔热笼(20)内部设有保温隔条(60)，保温隔条￠0)通过吊杆￠1)与隔热笼(20)外部的可移动框架(70)相连。2.根据权利要求I所述的新型准单晶铸锭炉，其特征在干所述的框架(70)与固定在炉体(10)顶盖上由伺服控制器控制传动的第一升降装置相连。3.根据权利要求I或2所述的新型准单晶铸锭炉，其特征在于所述的隔热笼(20)底部设有可移动而实现隔热笼(20)开闭的隔热底板(80)。4.根据权利要求3所述的新型准单晶铸锭炉，其特征在干所述的隔热底板(80)由固定在炉体(10)底部的第二升降装置(90)带动。专利摘要本技术公开了一种新型准单晶铸锭炉，它包括有炉体、隔热笼、热交换台、石墨坩埚、以及石墨加热片，其中，热交换台位于隔热笼内，石墨坩埚放置在热交换台上，石墨加热片夹在隔热笼内壁上的保温材料和石墨坩埚之间，隔热笼内部设有保温隔条，保温隔条通过吊杆与隔热笼外部的可移动框架相连。本技术通过可移动框架提升隔热笼内部的保温隔条而控制长晶各阶段的温度梯度，可始终保持固液界面接近水平或呈现微凸状态，保证单晶的顺利生长。文档编号C30B11/00GK202626346SQ201220158980公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日专利技术者金越顺, 卫国军, 朱卫锋, 袁华中, 张瑜 申请人:浙江精功科技股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型准单晶铸锭炉，包括有炉体(10)、隔热笼(20)、热交换台(30)、石墨坩埚(40)、以及石墨加热片(50)，其中，热交换台(30)位于隔热笼(20)内，石墨坩埚(40)放置在热交换台(30)上，石墨加热片(50)夹在隔热笼(20)内壁上的保温材料和石墨坩埚(40)之间，其特征在于：隔热笼(20)内部设有保温隔条(60)，保温隔条(60)通过吊杆(61)与隔热笼(20)外部的可移动框架(70)相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金越顺，卫国军，朱卫锋，袁华中，张瑜，
申请(专利权)人：浙江精功科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：