铸锭炉及其侧板装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种铸锭炉及其侧板装置，公开的侧板装置包括周向夹持坩埚且首尾相连的若干侧板，相邻侧板拼接角度小于180度；侧板沿坩埚的周向具有至少一个气体通道，坩埚内的惰性气体经气体通道流出坩埚的内腔，气体通道靠近相邻侧板的连接处。惰性气体在坩埚的内腔中沿相邻侧板的连接处流出坩埚，对惰性气体的流向起疏导作用，改变传统的惰性气体流通方向，将惰性气体从热点处导出，温度较低的惰性气体不仅可以给热点降温，减小硅液内部局部过热情况的发生。同时，惰性气体可以快速带走热点处挥发的杂质，使聚集在热点处的杂质经气体通道尽快流出坩埚，最终达到平衡热场，稳定晶体生产速度，提高硅锭品质的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能光伏电池制造领域，特别是涉及一种用于铸锭炉的侧板装置，此外，本技术还涉及一种包括上述侧板装置的铸锭炉。
技术介绍
目如太阳能光伏电池制造中，所用电池娃基片90%左右为多晶娃片，少量娃基片为类单晶硅基片，切割这两种硅片的硅锭均为定向生长法铸锭所生产。多晶铸锭生产过程主要是将硅料盛放在石英坩埚内，在铸锭炉中通过加热器加热，硅料在坩埚内经历由固态到液态再到固态的相变过程。由于硅料完全熔化时温度较高，一般在1560°C左右，而石英坩埚一般在超过1200°C时就会变软，此时石英坩埚需要足够强度的支撑，石墨侧板的主要作用就是支撑石英坩埚，防止其变形破裂。请参考图1，图1为现有技术中一种典型铸锭炉的结构示意图。铸锭炉中有石墨侧板11、石墨顶板12、侧部加热器13、石英坩埚14、顶部加热器15、氩气进气管16、通气孔17、硅液18、隔热笼19，其中，硅料装在石英坩埚14内，铸锭炉内部热场结构为利用顶部加热器15加热模式对硅料进行加热，石英坩埚14的外周有石墨侧板11，石墨侧板11的顶部设有石墨顶板12，石墨侧板11的外部还设有侧部加热器13，氩气进气管16从石墨顶板12穿透进入石英坩埚14内，再经过石墨侧板11上的通气孔17流出。因此，石墨侧板11的另一个作用是能够疏导氩气的流向。氩气通过进气管16从硅锭正上方通入，吹到硅液18的表面，由于石墨顶板12的阻碍，气体向四周散开，通过石墨侧板11上的通气孔17或垛口排除，氩气可以带走硅液中挥发的杂质。请参考图2和图3,图2为现有技术中通孔型石墨侧板的结构不意图；图3为现有技术中垛口型石墨侧板的结构示意图。使用传统的石墨侧板11，无论是通孔型111还是垛口型112，氩气从垛口或通孔流出，由于四周是对称的，氩气在四周也都是均匀对称流出。在铸锭炉热场中，由于加热器结构的不对称性以及三相电流的不平衡，使得热场存在不平衡，结果导致硅液18表面的温度出现局部温度高于其他部位的点，杂质在分凝过程中会逐渐向这些过热点聚集，在凝固之后最终形成疙瘩状突起，即热点。热点的存在会影响硅锭上下的温度梯度，影响晶体的生长速度以及杂质的分凝效果，严重时会降低该处硅块的利用率。生产中发现，铸锭炉中形成的热点主要出现在硅锭的角部。传统的石墨侧板11，无论是通孔型111还是垛口型112，都不能起到针对热点处的冷却及排杂的作用。因此，如何对铸锭炉中的热点处进行有效地冷却和排杂，提高硅锭的品质，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于铸锭炉的侧板装置，该侧板装置能有效提高铸锭炉对热点处进行冷却和排杂的能力；此外，本技术还提供一种包括上述侧板装置的铸淀炉，该铸淀炉能有效提闻娃淀的品质。为实现上述技术目的，本技术提供一种用于铸锭炉的侧板装置，包括周向夹持坩埚且首尾相连的若干侧板，相邻所述侧板拼接角度小于180度；所述侧板沿所述坩埚的周向具有至少一个气体通道，所述坩埚内的惰性气体经所述气体通道流出所述坩埚的内腔，所述气体通道靠近相邻所述侧板的连接处。优选地，所述侧板的一端上部设有凹槽，所述凹槽形成所述气体通道。优选地，所述凹槽为弧形槽，其深度向靠近所述连接处逐渐增加。优选地，所述侧板为石墨平板。优选地，所述惰性气体为氩气。优选地，各所述侧板的尺寸相同，各所述侧板的一端上部均设有所述气体通道。优选地，所述侧板的数目为四块，各所述侧板的一端均设有所述气体通道。本技术还提供一种铸锭炉，包括设于热场内的坩埚、与所述坩埚的内腔连通的惰性气体进气管，以及周向夹持所述坩埚的侧板装置，所述侧板装置为如上述任一项所述的侧板装置。本技术提供一种用于铸锭炉的侧板装置，铸锭炉包括设于热场内的坩埚、与所述坩埚的内腔连通的惰性气体进气管，侧板装置包括首尾相接且周向夹持所述坩埚的若干侧板，相邻所述侧板拼接角度小于180度；所述侧板沿所述坩埚的周向具有至少一个气体通道，所述坩埚内的惰性气体经所述气体通道流出所述坩埚的内腔，与现有技术不同的是，所述气体通道靠近相邻所述侧板的连接处。硅料熔化时，坩埚一般处于变软的状态，其形状主要由外周的侧板支撑。由于相邻侧板的夹角小于180度，则坩埚在硅料熔化时，其形状由外部侧板的形状确定。硅液表面的温度会不平衡，出现局部温度高于其它部位的点，杂质在分凝过程中向这些过热点聚集，即热点集中在相邻侧板的连接处。将惰性气体流通的气体通道设在相邻侧板的连接处，可以使惰性气体在坩埚的内腔中沿相邻侧板的连接处流出坩埚，对惰性气体的流向起疏导作用，改变传统的惰性气体流通方向，将惰性气体从热点处导出，温度较低的惰性气体不仅可以给热点降温，减小硅液内部局部过热情况的发生。同时，惰性气体可以快速带走热点处挥发的杂质，使聚集在热点处的杂质经气体通道尽快流出坩埚，最终达到平衡热场，稳定晶体生产速度，提高硅锭品质的目的。在一种优选的实施方式中，所述侧板的一端上部设有凹槽，所述凹槽形成所述气体通道。即将气体通道设在相邻两块侧板中一块的一端上部，使气体通道紧临相邻两侧板的连接处，且位于侧板的上端，既可以保证硅液在坩埚内正常熔化，又可以使气体通道靠近热点，使热点尽快降温，杂质尽快排出。在另一种优选的实施方式中，所述凹槽为弧形凹槽，其深度向靠近所述连接处逐渐增加，即凹槽越靠近连接处越深，也即越靠近硅液的表面。显然，越靠近连接处，热点温度越高，杂质越集中，此时凹槽越靠近硅液表面，其降低热点温度的效果越明显，杂质流出坩祸越快，越有利于平衡热场，稳定晶体生广速度，达到提闻娃淀品质的目的。附图说明图1为现有技术中一种典型铸锭炉的结构示意图；图2为现有技术中通孔型石墨侧板的结构示意图；图3为现有技术中垛口型石墨侧板的结构示意图；图4为本技术所提供侧板装置一种具体实施方式的立体结构示意图；图5为图4所示侧板装置中一块侧板的结构示意图。具体实施方式本技术的核心是提供一种用于铸锭炉的侧板装置，该侧板装置能有效提高铸锭炉对热点处进行冷却和排杂的能力；本技术的另一个核心是提供一种包括上述侧板装置的铸锭炉，该铸锭炉能有效提高硅锭的品质。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。需要说明的是，本文所述的内、外、上、下等方位词，均是以铸锭炉处于工作状态时各组成部分的相对位置为参考定义的，应该理解，这些方位词不应该限制本技术的保护范围。请参考图4和图5，图4为本技术所提供侧板装置一种具体实施方式的立体结构示意图，图中箭头所示方向为进入坩埚内的惰性气体的流动方向；图5为图4所示侧板装置中一块侧板的结构示意图。本技术提供一种用于铸锭炉的侧板装置，其中，铸锭炉包括设于热场内的坩埚、与坩埚的内腔连通的惰性气体进气管(此部分结构右参考现有技术图1，本技术仅针对铸锭炉中的侧板装置进行改进，该铸锭炉中其它结构均可参照现有技术)，侧板装置包括周向夹持坩埚的若干侧板2，相邻侧板2首尾相接且拼接角度小于180度；侧板2沿坩埚的周向具有至少一个气体通道，坩埚内的惰性气体经气体通道流出坩埚的内腔，与现有技术不同的是，气体通道靠近相邻侧板2的连接处。硅料熔化时，坩埚一般处于变软的状态，其形状主要由外周的侧板2支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铸锭炉的侧板装置，包括周向夹持坩埚且首尾相连的若干侧板，相邻所述侧板拼接角度小于180度；所述侧板沿所述坩埚的周向具有至少一个气体通道，所述坩埚内的惰性气体经所述气体通道流出所述坩埚的内腔，其特征在于，所述气体通道靠近相邻所述侧板的连接处。

【技术特征摘要】
1.一种用于铸锭炉的侧板装置，包括周向夹持坩埚且首尾相连的若干侧板，相邻所述侧板拼接角度小于180度；所述侧板沿所述坩埚的周向具有至少一个气体通道，所述坩埚内的惰性气体经所述气体通道流出所述坩埚的内腔，其特征在于，所述气体通道靠近相邻所述侧板的连接处。2.根据权利要求1所述的用于铸锭炉的侧板装置，其特征在于，所述侧板的一端上部设有凹槽，所述凹槽形成所述气体通道。3.根据权利要求2所述的用于铸锭炉的侧板装置，其特征在于，所述凹槽为弧形槽，其深度向靠近所述连接处逐渐增加。4.根据权利要求3所述的用于铸锭炉的侧板装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春良，
申请(专利权)人：英利能源中国有限公司，
类型：实用新型
国别省市：