一种基于石英衬底的硅片蘸取装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种硅片制作设备，尤其涉及一种基于石英衬底的硅片蘸取装置。
【背景技术】
[0002]多晶硅是硅太阳能电池的主要材料，多晶硅太阳能电池的市场份额占据全球太阳能电池市场的80%以上。然而多晶硅片在制作过程中由于铸锭产率一般为65?70%，切片过程中损失也达45%以上，最终只有约35%的多晶硅原材料用于多晶硅片，产生了极大的浪费。
[0003]近年来，针对直接从熔融硅液中获得硅带或硅片的方法得到发展，采用硅带制作的太阳能电池的效率与普通多晶硅太阳能电池的效率逐渐接近，展现出巨大的商业潜力。在硅熔液中直接蘸取硅片的方法与硅带技术相比，硅片生长速率更快，机械结构简单，是一种可实现的大规模产业化技术。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于石英衬底的硅片蘸取装置，能够大大减小硅材料的浪费，同时减少单个硅片的能耗。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于石英衬底的硅片蘸取装置，包括炉体，所述炉体内设有用于盛放硅液的石英坩祸，所述石英坩祸的外侧周围设有加热器，所述石英坩祸的上方设有石英衬底，所述石英衬底和吊装杆相连，其中，所述石英坩祸和加热器之间设有热屏，所述热屏通过连接板和石英衬底连接，所述加热器的横截断面为圆形，所述石英衬底和热屏的横截断面为六边形。
[0006]上述的基于石英衬底的硅片蘸取装置，其中，所述石英衬底的下表面设有脱模剂涂层。
[0007]上述的基于石英衬底的硅片蘸取装置，其中，所述石英衬底的厚度为3?10cm，所述脱模剂涂层的厚度为0.05?1mm。
[0008]上述的基于石英衬底的硅片蘸取装置，其中，所述热屏为硬质石墨毡，所述硬质石墨租的厚度为2?5cm。
[0009]上述的基于石英衬底的硅片蘸取装置，其中，所述加热器和炉体之间设有保温层。
[0010]本实用新型对比现有技术有如下的有益效果:本实用新型提供的基于石英衬底的硅片蘸取装置，通过在石英坩祸和加热器之间设置热屏，可有效减少硅液面的热辐射，对于硅片的快速生长，以及硅液面的热场均匀具有很好的效果；采用与圆形热场匹配的六边形石英衬底及六边形热屏结构，圆形热场的热场均匀性好，发展成熟度高，对于硅液面的温度控制较易，六边形的石英衬底可以在最大化的满足热场对称性的前提下，对圆形热场空间最大化的利用，从而能够大大减小硅材料的浪费，同时减少单个硅片的能耗，并且生产出的六边形硅片制作成的太阳能电池可实现密排组件。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型基于石英衬底的硅片蘸取装置结构示意图；
[0012]图2为本实用新型六边形石英衬底及六边形热屏与圆形热场匹配示意图。
[0013]图中:
[0014]I吊装杆2连接板3热屏
[0015]4加热器5保温层6硅液
[0016]7石英坩祸8脱模剂涂层9石英衬底
[0017]10 炉体
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
[0019]图1为本实用新型基于石英衬底的硅片蘸取装置结构示意图；图2为本实用新型六边形石英衬底及六边形热屏与圆形热场匹配示意图。
[0020]请参见图1和图2，本实用新型提供的基于石英衬底的硅片蘸取装置，包括炉体10，所述炉体10内设有用于盛放硅液6的石英坩祸7，所述石英坩祸7的外侧周围设有加热器4，所述石英坩祸7的上方设有石英衬底9，所述石英衬底9和吊装杆I相连，其中，所述石英坩祸7和加热器4之间设有热屏3，所述热屏3通过连接板2和石英衬底9连接，所述加热器4的横截断面为圆形，所述石英衬底9和热屏3的横截断面为六边形，如图2所示。所述加热器4和炉体10之间设有保温层5。
[0021]本实用新型提供的基于石英衬底的硅片蘸取装置，采用对称的圆形加热器，对于硅液表面温度的控制及减少硅液内的液体流动具有自然的优势。热量均匀的由圆形加热器向圆形的石英坩祸7传递，加热温度为熔点以上，在圆形的石英坩祸7内放入一定重量的硅并熔化，且保持温度恒定；石英衬底9断面为六边形，厚度为3?10cm，热屏3的材质为硬质石墨租，断面为六边形，厚度为2?5cm ;石英衬底9的下表面有脱模剂涂层，可实现娃片与石英衬底的良好分离，脱模剂涂层厚度为0.05?1mm，如采用50 μ m厚度的化学气相沉积(CVD)镀膜。
[0022]本实用新型提供的基于石英衬底的硅片蘸取装置，石英衬底9由吊装杆I带动进行上下运动；热屏3处于石英坩祸7与加热器4之间，主要功能为遮挡辐射到硅液面的辐射热；石英衬底9在硅液面之上，当石英衬底9接近硅液面时，热屏3遮挡加热器4对硅液表面区域的辐射热，硅液6表面温度降低硅液面温度降低至接近凝固点，当石英衬底9接触硅液面时在衬底表面自然凝固形成一个硅片薄层；控制石英衬底9的温度，及接触硅液面的速率及持续时间，对硅片的厚度可实现较好的控制；向上提起石英衬底9至其脱离硅液面，由于石英衬底9上具有脱模剂，硅片可从石英衬底上脱落，形成一六边形的硅片；此硅片具有对称性，形成的硅片应力小，且可以在形成组件时形成密排结构，有利于组件的使用。
[0023]随着石英衬底9脱离硅液面，同时热屏3向上抽出，减少了对加热器4的遮挡，硅液面温度升高，即可进行下一个硅片的制作。
[0024]由上可见，本实用新型，采用石英衬底粘取硅液面以形成硅片，热屏遮挡加热器对硅液面的辐射热，硅液面温度降低，从而在有限边衬底上蘸取硅片。采用与圆形热场结构匹配的六边形衬底及六边形热屏，硅液表面冷却速率块，热场对称度高，温度均匀，可快速形成无应力的多晶硅片，可制作出有潜力的现有太阳能电池用四方型硅片的替代产品。
[0025]虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
【主权项】
1.一种基于石英衬底的硅片蘸取装置，包括炉体(10)，所述炉体(10)内设有用于盛放硅液(6)的石英坩祸(7)，所述石英坩祸(7)的外侧周围设有加热器(4)，所述石英坩祸(7)的上方设有石英衬底(9)，所述石英衬底(9)和吊装杆(I)相连，其特征在于，所述石英坩祸(7)和加热器⑷之间设有热屏(3)，所述热屏(3)通过连接板(2)和石英衬底(9)连接，所述加热器(4)的横截断面为圆形，所述石英衬底(9)和热屏(3)的横截断面为六边形。
2.如权利要求1所述的基于石英衬底的硅片蘸取装置，其特征在于，所述石英衬底(9)的下表面设有脱模剂涂层(8)。
3.如权利要求2所述的基于石英衬底的硅片蘸取装置，其特征在于，所述石英衬底(9)的厚度为3?10cm，所述脱模剂涂层(8)的厚度为0.05?1mm。
4.如权利要求1所述的基于石英衬底的硅片蘸取装置，其特征在于，所述热屏(3)为硬质石墨租，所述硬质石墨租的厚度为2?5cm。
5.如权利要求1?4任一项所述的基于石英衬底的硅片蘸取装置，其特征在于，所述加热器⑷和炉体(10)之间设有保温层(5)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于石英衬底的硅片蘸取装置，包括炉体，所述炉体内设有用于盛放硅液的石英坩埚，所述石英坩埚的外侧周围设有加热器，所述石英坩埚的上方设有石英衬底，所述石英衬底和吊装杆相连，所述石英坩埚和加热器之间设有热屏，所述热屏通过连接板和石英衬底连接，所述加热器的横截断面为圆形，所述石英衬底和热屏的横截断面为六边形。本实用新型通过在石英坩埚和加热器之间设置热屏，可有效减少硅液面的热辐射；采用与圆形热场匹配的六边形石英衬底及六边形热屏结构，热场均匀性好，利用率高，从而能够大大减小硅材料的浪费，同时减少单个硅片的能耗，并且生产出的六边形硅片制作成的太阳能电池可实现密排组件。
【IPC分类】C30B28-04, C30B29-06
【公开号】CN204570086
【申请号】CN201520213311
【发明人】高文秀, 李帅, 赵百通
【申请人】江苏盎华光伏工程技术研究中心有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月9日