一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构。本实用新型主要包括顶隔热板，由提升连杆连接在上炉体上的侧隔热笼，加热器与电极连接，石墨护板内设置有陶瓷坩埚，石墨护板的底部设有热交换台；立柱和底隔热板均设置在下炉体内，立柱设置在下炉体的底部并支撑热交换台，底隔热板设置在侧隔热笼的底部；其中：陶瓷坩埚和石墨护板之间安装有保温装置。该保温装置可改善铸锭炉内的温度分布，使得靠近陶瓷坩埚四周的硅熔体温度提高，散热量减少，通过底部热交换台散失的热量增加，降低了硅锭内部的杂质含量和位错密度，提高了晶体硅质量，最终提高了晶体硅太阳能电池片的光电转换效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及太阳能光伏【技术领域】，特别是涉及一种提高铸造晶体硅锭质量的 热场结构。 一种提高铸造晶体娃锭质量的热场结构
【背景技术】
[0002] 太阳能光伏发电是目前发展最快的可持续能源利用的形式之一，随着对太阳能电 池的需求以每年百分之几十左右的速度增加，太阳能电池用晶体硅锭的需求也是年年大幅 度增加。现代光伏产业85%以上基于晶体硅片太阳电池，其中一半以上采用定向凝固晶体 硅材料制造。在定向凝固过程中，晶体的固液界面对晶体质量的好坏起着决定性的作用，虽 然在长晶过程中，热量主要通过底部热交换台散失，但由于陶瓷坩埚和石墨护板都很薄，相 应的散热能力也较高，晶体生长时需要散失的热量也会通过四周的坩埚壁和石墨坩埚向外 扩散，这将导致靠近四周坩埚的硅熔体温度降低，从而使与坩埚壁接触的晶体硅在长晶阶 段向硅锭中部扩散、生长。因此现在使用的铸锭炉在长晶过程中，大部分固液界面均呈W型 界面，与现在公认的比较适合长晶的微凸界面有一定的差别，这样不利于硅锭中的杂质的 排除。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是针对上述的不足和缺陷，提供一种可调整晶体硅固液界面的 热场结构，进而提1?晶体娃铸淀质量，可提1?光电转换效率的一种提1?铸造晶体娃淀质量 的热场结构。
[0004] 本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
[0005] -种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，主要包括顶隔热板，由提升连杆连接在 上炉体上的侧隔热笼，加热器与电极连接，石墨护板内设置有陶瓷坩埚，石墨护板的底部设 有热交换台；立柱和底隔热板均设置在下炉体内，立柱设置在下炉体的底部并支撑热交换 台，底隔热板设置在侧隔热笼的底部；其中：陶瓷坩埚和石墨护板之间安装有保温装置。
[0006] -种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其中：陶瓷坩埚的四个侧墙外面均安装 有保温装置，并使得保温装置围绕着陶瓷坩埚形成环状。
[0007] 一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其中：所述的保温装置覆盖宽度小于陶 瓷坩埚高度的60%，厚度为2-10mm。
[0008] -种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其中：所述的保温装置的材质为碳毡。
[0009] 本实用新型的有益效果是：由于在陶瓷坩埚和石墨护板之间增设保温装置，使得 靠近陶瓷坩埚四周的硅熔体温度提高，散热量减少，通过底部热交换台散失的热量增加，使 得长晶过程中的固液界面由W型界面转变为微凸界面，从而降低了硅锭内部的杂质含量和 位错密度，提1? 了晶体娃质量，最终提1? 了晶体娃太阳能电池片的光电转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型的结构示意图；
[0011] 附图标记：上炉体1、隔热板2、侧隔热笼3、加热器4、石墨护板5、热交换块6、下炉 体7、立柱8、底隔热板9、保温装置10、陶瓷坩埚11、提升连杆12、电极13。
【具体实施方式】
[0012] 实施例1、一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，主要包括顶隔热板2,由提升 连杆12连接在上炉体1上的侧隔热笼3,加热器4与电极13连接，石墨护板5内设置有陶 瓷坩埚11，石墨护板5的底部设有热交换台6 ;立柱8和底隔热板9均设置在下炉体7内， 立柱8设置在下炉体7的底部并支撑热交换台6,底隔热板9设置在侧隔热笼3的底部；其 中：陶瓷坩埚11和石墨护板5之间安装有保温装置10。
[0013] 实施例2、一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其中：陶瓷坩埚11的四个侧墙 外面均安装有保温装置10,并使得保温装置10围绕着陶瓷坩埚11形成环状。其余同实施 例1。
[0014] 实施例3、一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其中：所述的保温装置10覆盖 宽度小于陶瓷坩埚高度的60%，厚度为2-10mm。其余同实施例1或2。
[0015] 实施例4、一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其中：所述的保温装置10的材 质为碳毡。其余同实施例1或2。
[0016] 实施例5、一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其中：所述的保温装置10覆盖 宽度小于陶瓷坩埚高度的60%，厚度为2mm。其余同实施例1或2或3。
[0017] 实施例6、一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其中：所述的保温装置10覆盖 宽度小于陶瓷坩埚高度的60%，厚度为6mm。其余同实施例1或2或3。
[0018] 实施例7、一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其中：所述的保温装置10覆盖 宽度小于陶瓷坩埚高度的60%，厚度为10mm。其余同实施例1或2或3。
【权利要求】
1. 一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，主要包括顶隔热板（2)，由提升连杆（12) 连接在上炉体（1)上的侧隔热笼（3)，加热器（4)与电极（13)连接，石墨护板（5)内设置有 陶瓷坩埚（11)，石墨护板（5)的底部设有热交换台（6);立柱（8)和底隔热板（9)均设置在下 炉体（7)内，立柱（8)设置在下炉体（7)的底部并支撑热交换台（6)，底隔热板（9)设置在侧 隔热笼（3)的底部；其特征在于：陶瓷坩埚（11)和石墨护板（5)之间安装有保温装置（10)。
2. 根据权利要求1所述的一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其特征在于：陶瓷 坩埚（11)的四个侧墙外面均安装有保温装置（10)，并使得保温装置（10)围绕着陶瓷坩埚 (11)形成环状。
3. 根据权利要求1或2所述的一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其特征在于： 所述的保温装置（10)覆盖宽度小于陶瓷坩埚高度的60%，厚度为2-10_。
4. 根据权利要求1或2所述的一种提高铸造晶体硅锭质量的热场结构，其特征在于： 所述的保温装置（10)的材质为碳毡。
【文档编号】C30B28/06GK203846136SQ201420202235
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】杨晓琴, 陈园, 柳杉, 吴晓宇, 殷建安, 梅超, 张伟, 王鹏, 黄治国 申请人:上饶光电高科技有限公司