一种铸造单晶硅锭的侧部加热装置的制作方法

本实用新型涉及一种铸造单晶硅锭的侧部加热装置。

背景技术：

随着光伏发电产业平价上网之路越走越近，降本增效已经到了迫在眉睫的时候，提高晶硅材料光电转换是光伏行业的必然趋势，也是降低“度电成本”最有效的途径。铸造单晶是基于铸造多晶硅锭的半熔法长晶技术，在长晶时通过部分使用单晶籽晶，获得外观和电性能均类似单晶的多晶硅片。这种通过铸锭的方式形成单晶硅片的技术，其功耗略高于多晶硅锭，但所生产的单晶硅锭质量接近直拉单晶硅。

目前铸造单晶硅锭受热场及加热器功率发热量不匹配等因素影响，所铸造的单晶硅锭存在单晶面积不足，晶粒倾斜，孪晶比例大、位错密度大等缺陷，严重影响铸造单晶硅锭的成品率和产品质量。

技术实现要素：

本实用新型其目的就在于提供一种铸造单晶硅锭的侧部加热装置，解决了目前铸造单晶硅锭受热场及加热器功率发热量不匹配等因素影响，所铸造的单晶硅锭存在单晶面积不足，晶粒倾斜，孪晶比例大、位错密度大等缺陷，严重影响铸造单晶硅锭的成品率和产品质量的问题。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种铸造单晶硅锭的侧部加热装置，包括置于热场保温板内侧的DS块支撑平台，所述DS块支撑平台下端设有支撑脚，DS块支撑平台上端设有石英坩埚，石英坩埚内设有硅碇，石英坩埚外侧四周设有坩埚护板，坩埚护板外侧四周设有4块侧部加热器，所述的4块侧部加热器相互之间经4个转角连接器连接，所述的4个侧部加热器经3个吊臂加热板分别与铜电极接头连接。

有益效果

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

本实用新型的优点是，侧部加热器的高度可根据单晶硅锭成晶面能量需求进行调配，侧部侧加热的上中下多个端点可调整发热体厚度控制发热量，形成晶体内部垂直于液面的温度梯度，从而使单晶硅锭在形核过程中朝着设定的晶向面生长，降低长晶过程中的位错密度及改善晶粒倾斜；同时抑制晶体形核初期晶种的相变，保证晶体的各向同性生长，改善铸造单晶硅锭存在的孪晶比例大、位错密度大、单晶面积不足等缺陷，从而提高铸造单晶的晶体质量，提高硅片光电转换效率。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中侧边加热器的连接结构示意图；

图3为本实用新型中侧边加热器的连接俯视图；

图4为本实用新型中侧边加热器的结构侧视图。

具体实施方式

本装置包括置于热场保温板1内侧的DS块支撑平台3，如图1-图4所示，所述DS块支撑平台3下端设有支撑脚2，DS块支撑平台3上端设有石英坩埚5，石英坩埚5内设有硅碇4，石英坩埚5外侧四周设有坩埚护板6，坩埚护板6外侧四周设有4块侧部加热器9，所述的4块侧部加热器9相互之间经4个转角连接器10连接，所述的4个侧部加热器9经3个吊臂加热板8分别与铜电极接头7连接。

所述的4个侧部加热器9经4个转角连接器10连接呈口字型结构，口字型结构的横向内空尺寸范围为1170-1190mm，对角内空尺寸范围为1600-1620mm。

所述侧部加热器9的下沿离石英坩埚5内侧底部端面的距离范围为80-125mm，侧部加热器9的高度范围为300-350mm。

所述侧部加热器9与吊臂加热板8连接配合位置设有多排连接孔位，多排连接孔的孔位纵向间距为40-50mm，能够使得侧部加热器高度在工作过程中可调，可根据单晶硅锭在铸造过程中热量需求进行加热器位置调整。

所述侧部加热器9为横截面是直角梯形的长方体结构，其边缘设有安装转角连接器10和吊臂加热板8的孔位槽面，侧部加热器9横截面上端a的尺寸为4-6mm，侧部加热器9横截面下端b的尺寸为6-8mm，其中空位槽面设在侧部加热器9的外侧面上，侧部加热器9的内侧面为倾斜面，用于调整厚度，通过调整厚度控制加热器电阻分布。

本实用新型，如图1所示，在铸锭炉的热场保温板1内，设有DS块支撑平台3，DS块支撑平台3依靠支撑腿2支撑，在DS块支撑平台上面，放置石英坩埚5，石英坩埚5内有硅锭4，在石英坩埚5外面通过坩埚护板6进行保护；如图2所示，在热场内部的4块侧部加热器9通过转角连接器10首尾连接，呈现对硅锭4的4个侧面的侧部加热体，侧部加热器9与吊臂加热器板8下端进行连接，吊臂加热板8上端连接在铜电极连接头7上起到吊装侧部加热器的作用；如图4所示，侧部加热器9为横截面是直角梯形的长方体结构，其边缘设计有安装转角连接器10和吊臂加热板8的孔位槽面，其槽面设计在外侧面A面上，内侧倾斜面B面用于调整厚度；如图4所示的侧部加热器9的侧视图，通过调整侧部加热器纵向高度的厚度控制加热器电阻分布，加热器D1段电阻分布占比设计为25-30%，加热器D2段电阻分布占比设计为30-40%，加热器D3段电阻分布占比设计为40-50%，使其能够满足单晶硅锭晶体形核不同阶段和不同固体高度的功率需求。