一种多晶硅铸锭炉的制作方法

本发明涉及多晶硅生产设备技术领域，具体为一种多晶硅铸锭炉。

背景技术：

太阳能电池可以将光能转换为电能，是现代节能社会发展的一个重点。根据基体材料的不同，现有的太阳能电池分为多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池和类单晶硅太阳能电池。其中，单晶硅太阳能电池的转化效率高，但生产成本也高，多晶硅太阳能电池的转化效率比单晶硅太阳能电池低1％-2％，但其生产成本也低，而类单晶硅太阳能电池是介于单晶硅电池和多晶硅太阳能电池之间的电池。综合考虑，目前市场上的太阳能电池仍以多晶硅太阳能电池为主。

现有用于生产多晶硅太阳能电池的多晶硅锭通常采用铸锭工艺制的，铸锭工艺一般是通过多晶硅铸锭炉实现的，但是在多晶硅生产过程中，常常会发生泄漏硅液层的情况，硅液层温度比较高，会损坏铸锭炉的炉底，而且一般的多晶硅铸锭炉在生产多晶硅过程中，纯度很低，常常会含有二氧化硅等杂质。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多晶硅铸锭炉，具备防氧化等优点，解决了多晶硅纯度低的问题。

(二)技术方案

为实现上述防氧化的目的，本发明提供如下技术方案：一种多晶硅铸锭炉，包括铸锭炉，所述铸锭炉的顶部设置有拉杆，所述拉杆的一端固定连接有炉胆，所述炉胆一侧的内壁固定连接有横向红外线加热器，所述炉胆的底部设置有保温托板，所述保温托板的表面开设有通孔，所述保温托板的顶部固定连接有支杆，所述支杆的顶部固定连接有石墨底板，所述石墨底板的底部固定连接有锥形座，所述石墨底板的顶部固定连接有坩埚护板，所述坩埚护板的一侧固定连接有碳毡，所述碳毡的一侧固定连接有坩埚，所述坩埚的内壁固定连接有氮化硅膜，所述坩埚的内部填充有硅液层，所述坩埚护板的顶部固定连接有石墨盖板，所述石墨盖板的表面开设有导热孔，所述炉胆的内顶壁固定连接有纵向红外线加热器，所述拉杆的一侧固定连接有设置在铸锭炉顶部的氩气管，所述保温托板的下方设置有溢流毯，所述溢流毯的内部设置有金属细丝，所述金属细丝的一端固定连接有铃铛，所述铸锭炉的一侧设置有抽真空泵。

优选的，所述拉杆的一端贯穿并延伸至铸锭炉的内部，所述拉杆的数量为两个。

优选的，所述氩气管的一端贯穿铸锭炉和炉胆的顶部并延伸至坩埚的内部。

优选的，所述金属细丝熔点低于硅液层熔点，所述溢流毯为圆形溢流毯。

优选的，所述碳毡的高度高于坩埚的高度，且碳毡的高度低于坩埚护板的高度。

优选的，所述横向红外线加热器的数量为两个，且两个横向红外线加热器以炉胆的中线为对称轴对称设置在炉胆两侧的内壁。

优选的，所述氩气管的出口与硅液层水平面夹角为35至45度。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种多晶硅铸锭炉，具备以下有益效果：

1、该多晶硅铸锭炉，通过氩气管的出口与硅液层水平面夹角为35至45度，氩气管中的氩气既可以使硅液层转动，从而使硅液层中含有的杂质在硅液层中得到充分扩散，避免凝固后的铸锭中存在杂质富集区，保证铸锭的电阻率分布均匀，通过通孔、导热孔和抽真空泵可以将铸锭炉中的氧气和水蒸气排出，防止氧气或者水蒸气与硅液层产生化学反应，从而提升多晶硅的纯度，通过通孔、导热孔和抽真空泵还可以将铸锭炉、炉胆和坩埚中的尾气抽出，防止尾气污染空气。

2、该多晶硅铸锭炉，通过石墨底板、锥形座、保温托板、通孔、溢流毯、金属细丝和铃铛在可以在硅液层泄露时快速检测，溢流毯可以防止硅液层滴落在铸锭炉的炉底损坏铸锭炉，金属细丝熔断时铃铛会落下发出响声，便于工作人员及时采取维修措施，通过氮化硅膜可以阻碍硅液层与坩埚的内壁发生化学反应，避免多晶硅引入杂质，碳毡可以使坩埚内的硅液层横向温度均匀从而提高多晶硅的合格率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明a处结构示意图。

图中：1铸锭炉、2拉杆、3炉胆、4横向红外线加热器、5保温托板、6通孔、7支杆、8石墨底板、9锥形座、10坩埚护板、11碳毡、12坩埚、13氮化硅膜、14硅液层、15石墨盖板、16导热孔、17纵向红外线加热器、18氩气管、19溢流毯、20金属细丝、21抽真空泵、22铃铛。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种多晶硅铸锭炉，包括铸锭炉1，铸锭炉1的顶部设置有拉杆2，拉杆2的一端贯穿并延伸至铸锭炉1的内部，拉杆2的数量为两个，拉杆2的一端固定连接有炉胆3，炉胆3一侧的内壁固定连接有横向红外线加热器4，横向红外线加热器4的数量为两个，且两个横向红外线加热器4以炉胆3的中线为对称轴对称设置在炉胆3两侧的内壁，炉胆3的底部设置有保温托板5，保温托板5的表面开设有通孔6，保温托板5的顶部固定连接有支杆7，支杆7的顶部固定连接有石墨底板8，石墨底板8的底部固定连接有锥形座9，石墨底板8的顶部固定连接有坩埚护板10，坩埚护板10的一侧固定连接有碳毡11，碳毡11的一侧固定连接有坩埚12，碳毡11的高度高于坩埚12的高度，且碳毡11的高度低于坩埚护板10的高度，碳毡11可以使坩埚12内的硅液层14横向温度均匀从而提高多晶硅的合格率，坩埚12的内壁固定连接有氮化硅膜13，通过氮化硅膜13可以阻碍硅液层14与坩埚12的内壁发生化学反应，避免多晶硅引入杂质，坩埚12的内部填充有硅液层14，坩埚护板10的顶部固定连接有石墨盖板15，石墨盖板15的表面开设有导热孔16，炉胆3的内顶壁固定连接有纵向红外线加热器17，拉杆2的一侧固定连接有设置在铸锭炉1顶部的氩气管18，氩气管18的出口与硅液层14水平面夹角为35至45度，氩气管18的一端贯穿铸锭炉1和炉胆3的顶部并延伸至坩埚12的内部，通过氩气管18的出口与硅液层14水平面夹角为35至45度，氩气管18中的氩气既可以使硅液层14转动，从而使硅液层14中含有的杂质在硅液层14中得到充分扩散，避免凝固后的铸锭中存在杂质富集区，保证铸锭的电阻率分布均匀，保温托板5的下方设置有溢流毯19，溢流毯19的内部设置有金属细丝20，金属细丝20的一端固定连接有铃铛22，金属细丝20熔点低于硅液层14熔点，溢流毯19为圆形溢流毯，通过石墨底板8、锥形座9、保温托板5、通孔6、溢流毯19、金属细丝20和铃铛22在可以在硅液层14泄露时快速检测，溢流毯19可以防止硅液层14滴落在铸锭炉1的炉底损坏铸锭炉1，金属细丝20熔断时铃铛22会落下发出响声，便于工作人员及时采取维修措施，铸锭炉1的一侧设置有抽真空泵21，通过通孔6、导热孔16和抽真空泵21可以将铸锭炉1中的氧气和水蒸气排出，防止氧气或者水蒸气与硅液层14产生化学反应，从而提升多晶硅的纯度，通过通孔6、导热孔16和抽真空泵21还可以将铸锭炉1、炉胆3和坩埚12中的尾气抽出，防止尾气污染空气。

在使用时，该多晶硅铸锭炉，先通过导热孔16、通孔6和抽真空泵21将铸锭炉1中的空气全部抽出，在硅原料融化成硅液层14以后，通过氩气管18向硅液层14表面吹向氩气使硅液层14转动，在硅液层14泄漏时锥形座9使石墨底板8上的硅液层14快速下落，然后通过通孔6滴落在溢流毯19上，高温的硅液层14熔断金属细丝20产生报警使工作人员可以及时得知硅液层14泄漏。

综上所述，该多晶硅铸锭炉，通过石墨底板8、锥形座9、保温托板5、通孔6、溢流毯19、金属细丝20和铃铛22在可以在硅液层14泄露时快速检测，溢流毯19可以防止硅液层14滴落在铸锭炉1的炉底损坏铸锭炉1，金属细丝20熔断时铃铛22会落下发出响声，便于工作人员及时采取维修措施，通过氮化硅膜13可以阻碍硅液层14与坩埚12的内壁发生化学反应，避免多晶硅引入杂质，碳毡11可以使坩埚12内的硅液层14横向温度均匀从而提高多晶硅的合格率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。