多晶硅铸锭炉及应用于多晶硅铸锭炉内的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多晶硅铸锭炉及应用于多晶硅铸锭炉内的装置，所述装置包括：坩埚；设置在所述坩埚侧部周围的石墨护板；设置在所述坩埚外侧表面与炉内侧加热器之间的耐高温隔热层，所述耐高温隔热层的底端边与所述坩埚底部对齐。基于所述耐高温隔热层的隔热作用，能够阻挡侧加热器对坩埚底端侧部的直接热量辐射，可以降低坩埚内底部边缘与中心的温度梯度，使坩埚内边缘与中心温度升高均匀，从而使坩埚内底部热场均匀，有助于保持在硅料熔化阶段坩埚底部籽晶的完整性，与现有技术相比，能够降低成本，提高晶体质量。
【专利说明】
多晶硅铸锭炉及应用于多晶硅铸锭炉内的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及多晶硅铸锭技术领域，特别是涉及一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置。本实用新型还涉及一种多晶硅铸锭炉。
【背景技术】
[0002]目前晶体硅太阳能电池占据光伏产业的主导地位。而硅片的成本占到了单/多晶硅电池生产成本的一半以上，因此降低硅片成本、提高硅片质量，对于光伏行业的发展具有极其重要的意义。
[0003]在利用铸锭炉采用半熔工艺生长多晶硅锭时，会在坩祸底部放置细颗粒料作为籽晶，用以诱导硅晶体生长。但现有多晶硅铸锭炉内热场仍存在缺陷，在侧加热器的直接热量辐射下，坩祸内边缘温度升高快，而中心温度升高较慢，因此当中心硅料熔化到籽晶面时，边缘籽晶已经部分熔化或全部熔化，只有剩下未熔化的籽晶发挥诱导晶体生长的作用。
[0004]为实现底部籽晶完整，现有技术中往往通过提高籽晶的厚度，然而，这一方面增加了籽晶的成本，另一方面，籽晶形成中心凸两边凹的结晶界面，容易导致晶体中较大的残留应力，制约了晶体质量的提尚。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种多晶硅铸锭炉及应用于多晶硅铸锭炉内的装置，能够阻挡侧加热器对坩祸底部的直接热量辐射，使坩祸内热场均匀，有助于保持籽晶的完整性。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]—种应用于多晶硅铸锭炉内的装置，包括:
[0008]坩祸；
[0009]设置在所述坩祸侧部周围的石墨护板；
[0010]设置在所述坩祸外侧表面与炉内侧加热器之间的耐高温隔热层，所述耐高温隔热层的底端边与所述坩祸底部对齐。
[0011]可选地，所述耐高温隔热层设置在所述坩祸的侧部外表面上。
[0012]可选地，在所述坩祸底部边缘的外表面上设置有耐高温隔热层。
[0013]可选地，所述耐高温隔热层设置在所述石墨护板朝向所述坩祸的一面上。
[0014]可选地，所述耐高温隔热层设置在所述石墨护板背向所述坩祸的一面上。
[0015]可选地，还包括设置在所述石墨护板外侧的石墨护毡。
[0016]可选地，所述耐高温隔热层设置在所述石墨护板与所述石墨护毡之间。
[0017]可选地，所述耐高温隔热层设置在所述石墨护毡的外侧表面上。
[0018]可选地，所述耐高温隔热层为耐高温隔热涂料层或者石墨胶。
[0019]—种多晶硅铸锭炉，包括以上所述的装置。
[0020]由上述内容可知，本实用新型所提供的多晶硅铸锭炉及应用于铸锭炉内的装置，所述装置包括坩祸、设置在坩祸侧部周围的石墨护板以及耐高温隔热层，耐高温隔热层设置在坩祸外侧表面与炉内侧加热器之间，其底端边与坩祸底部对齐。基于所述耐高温隔热层的隔热作用，能够阻挡侧加热器对坩祸底端侧部的直接热量辐射，可以降低坩祸内底部边缘与中心的温度梯度，使i甘祸内边缘与中心温度升高均匀，使;t甘祸内底部热场均匀，从而有助于保持在硅料熔化阶段坩祸底部籽晶的完整性，与现有技术相比，能够降低成本，提高晶体质量。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本实用新型实施例提供的一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置的截面示意图；
[0023]图2为本实用新型又一实施例提供的一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置的截面示意图；
[0024]图3为本实用新型又一实施例提供的一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置的截面示意图；
[0025]图4为本实用新型又一实施例提供的一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置的截面示意图；
[0026]图5为本实用新型又一实施例提供的一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置的截面示意图；
[0027]图6为本实用新型又一实施例提供的一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置的截面示意图。
【具体实施方式】
[0028]本实用新型提供一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置，能够阻挡炉内侧加热器对坩祸底部的直接热量辐射，有助于保持籽晶完整。
[0029]本实用新型提供的一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置，包括:
[0030]坩祸；
[0031]设置在所述坩祸侧部周围的石墨护板；
[0032]设置在所述坩祸外侧表面与炉内侧加热器之间的耐高温隔热层，所述耐高温隔热层的底端边与所述坩祸底部对齐。
[0033]由上述内容可知，本实用新型提供的应用于铸锭炉内的装置，所述装置包括坩祸、设置在坩祸侧部周围的石墨护板以及耐高温隔热层，耐高温隔热层设置在坩祸外侧表面与炉内侧加热器之间，其底端边与坩祸底部对齐。基于所述耐高温隔热层的隔热作用，能够阻挡侧加热器对坩祸底端侧部的直接热量辐射，可以降低坩祸内底部边缘与中心的温度梯度，使坩祸内边缘与中心温度升高均匀，从而使坩祸内底部热场均匀，有助于保持在硅料熔化阶段坩祸底部籽晶的完整性，与现有技术相比，避免了增加籽晶厚度，能够降低成本，并提尚晶体质量。
[0034]并且，在凝固长晶过程中，通过耐高温隔热层能够阻挡坩祸侧部向外散热量，使侧部散热速率下降，坩祸边缘与中心温度下降均匀，使坩祸内固/液界面形状趋向于平面型，驱使晶体呈竖直生长，能够改善晶体质量，进而有助于提尚生广效益，提尚相应生广的多晶硅太阳电池的转换效率。
[0035]请参考图1，在本实用新型的一种【具体实施方式】中，所述应用于多晶硅铸锭炉内的装置包括坩祸10、石墨护板11和耐高温隔热层12。
[0036]坩祸10用于盛放硅料，石墨护板11设置在坩祸10侧部周围，用于防护坩祸，避免坩祸受过高温热量辐射。
[0037]耐高温隔热层12设置在坩祸10的侧部外表面上，耐高温隔热层12的底端边与坩祸10底部对齐。
[0038]所述耐高温隔热层12沿坩祸10底端侧部设置，在硅料熔化阶段，基于耐高温隔热层的隔热作用，能够阻挡炉内侧加热器对坩祸底端侧部的直接热量辐射，可以降低坩祸内底部边缘与中心的温度梯度，使坩祸内边缘与中心温度升高均匀，使坩祸内底部热场均匀，从而有助于保持坩祸底部籽晶的完整性。并且在凝固长晶阶段，耐高温隔热层能够降低坩祸侧部的散热速率，使坩祸边缘温度下降减慢，有助于晶体呈竖直生长方向，进而提高晶体质量。
[0039]请参考图2，在本实用新型的另一种【具体实施方式】中，在上述实施方式的基础上，在所述坩祸10底部边缘的外表面上设置有耐高温隔热层12。
[0040]在坩祸10底部的外表面上同时设置耐高温隔热层12，能够更有效地阻挡热量向坩祸底端侧部的传导，降低传热速率，使坩祸内边缘温度与中心温度升高均匀，以利于保持坩祸底部籽晶的完整性。在凝固长晶阶段，也能够阻止坩祸侧部热量散失过快，使坩祸内边缘与中心温度均匀，使坩祸内固/液界面形状趋向于平面型，改善了晶体质量。
[0041]在上述各实施方式中，耐高温隔热层12的具体尺寸可根据实际应用需求设置。可选的，设置在坩祸侧部外表面的隔热层的高度可设置为O?480mm，设置在坩祸底部边缘的隔热层的宽度可设置为O?520_。
[0042]请参考图3和图4，在本实用新型的第三种【具体实施方式】中，所述装置包括坩祸10、设置在所述坩祸10侧部周围的石墨护板11以及耐高温隔热层12，
[0043]本【具体实施方式】中，耐高温隔热层12可设置在石墨护板11朝向所述坩祸10的一面上，请参考图3。
[0044]或者，请参考图4，所述耐高温隔热层12设置在所述石墨护板11背向所述坩祸10的一面上。
[0045]耐高温隔热层12设置在石墨护板11朝向坩祸的一面上，或者设置在石墨护板11背向坩祸的一面上，耐高温隔热层12的底端边与坩祸10底部对齐。这样，在硅料熔化阶段，耐高温隔热层能够阻挡炉内侧加热器对坩祸底端侧部的直接热量辐射，可以降低坩祸内底部边缘与中心的温度梯度，使i甘祸内边缘与中心温度升高均匀，使;t甘祸内底部热场均匀，从而有助于保持坩祸底部籽晶的完整性。并且在凝固长晶阶段，高温隔热层能够降低坩祸侧部的散热速率，使坩祸内边缘温度下降减慢，使坩祸内固/液界面形状趋向于平面型，有助于提尚晶体质量。
[0046]在本【具体实施方式】中，耐高温隔热层12的具体尺寸可根据实际应用需求设置。可选的，设置在坩祸侧部外表面的隔热层的高度可设置为O?480_。
[0047]另外，在上述各【具体实施方式】中，在所述石墨护板外侧还可设置石墨护毡，石墨护毡对侧部加热器的辐射热量也具有阻挡作用，可以进一步降低热量向坩祸侧部的传导，使坩祸内边缘与中心温度升高均匀。
[0048]请参考图5和图6，在本实用新型的又一种【具体实施方式】中，所述装置包括坩祸10、设置在所述坩祸10侧部周围的石墨护板11、设置在所述石墨护板11外侧的石墨护毡13以及耐高温隔热层12。
[0049]本【具体实施方式】中，耐高温隔热层12可设置在所述石墨护板11与所述石墨护毡12之间，，请参考图5。
[0050]或者，请参考图6，所述耐高温隔热层12设置在所述石墨护毡13的外侧表面上。
[0051]在石墨护板11外侧设置石墨护毡13，石墨护毡设置在石墨护板外侧的底端，石墨护毡13对侧部加热器的辐射热量也具有阻挡作用，石墨护毡13结合耐高温隔热层，能够有效地阻挡炉内侧加热器对坩祸底端侧部的直接热量辐射，可以降低坩祸内底部边缘与中心的温度梯度，使坩祸内边缘与中心温度升高均匀，使坩祸内底部热场均匀，从而有助于保持坩祸底部籽晶的完整性。并且在凝固长晶阶段，高温隔热层能够降低坩祸侧部的散热速率，使坩祸边缘与中心温度下降均匀，有助于晶体呈竖直生长方向，提高晶体质量。
[0052]本【具体实施方式】中，耐高温隔热层12与石墨护毡13的高度可相同，耐高温隔热层12的具体尺寸可根据实际应用需求设置。可选的，设置在坩祸侧部外表面的隔热层的高度可设置为O?110mm。
[0053]在上述各【具体实施方式】中，所述耐高温隔热层可采用耐高温隔热涂料层，耐高温隔热涂料可采用RLHY-12/1700耐高温隔热涂料或ZS-1耐高温隔热涂料，或者耐高温隔热层也可采用石墨胶。
[0054]另外，本实用新型提供的应用于多晶硅铸锭炉内的装置其耐高温隔热层的设置方式，也可以是以上几种【具体实施方式】中的两种或者两种以上的组合，也均在本实用新型的保护范围内。
[0055]相应的，本实用新型还提供一种多晶硅铸锭炉，包括以上所述的装置。
[0056]所述装置包括坩祸、设置在所述坩祸侧部周围的石墨护板，以及设置在坩祸侧部外表面与炉内侧加热器之间的耐高温隔热层。所述耐高温隔热层的底端边与坩祸底部对齐，基于耐高温隔热层的隔热作用，在硅料熔化阶段，通过耐高温隔热层能够阻挡炉内侧加热器对坩祸底端侧部的直接热量辐射，降低坩祸内底部边缘与中心的温度梯度，使坩祸内边缘与中心温度升高均匀，使坩祸内底部热场均匀，从而有助于保持坩祸底部籽晶的完整性。并且在凝固长晶阶段，高温隔热层能够降低坩祸侧部的散热速率，使坩祸边缘与中心温度下降均匀，有助于晶体呈竖直生长方向，进而提高晶体质量。
[0057]以上对本实用新型所提供的多晶硅铸锭炉及应用于多晶硅铸锭炉内的装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种应用于多晶硅铸锭炉内的装置，其特征在于，包括: 坩祸； 设置在所述坩祸侧部周围的石墨护板； 设置在所述坩祸外侧表面与炉内侧加热器之间的耐高温隔热层，所述耐高温隔热层的底端边与所述坩祸底部对齐。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耐高温隔热层设置在所述坩祸的侧部外表面上。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述坩祸底部边缘的外表面上设置有耐高温隔热层。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耐高温隔热层设置在所述石墨护板朝向所述坩祸的一面上。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耐高温隔热层设置在所述石墨护板背向所述坩祸的一面上。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述石墨护板外侧的石墨护毡。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述耐高温隔热层设置在所述石墨护板与所述石墨护毡之间。8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述耐高温隔热层设置在所述石墨护毡的外侧表面上。9.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述耐高温隔热层为耐高温隔热涂料层或者石墨胶。10.—种多晶硅铸锭炉，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的装置。
【文档编号】C30B28/06GK205529143SQ201620384743
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】罗丁, 李林东, 肖贵云, 陈伟, 金浩
【申请人】晶科能源有限公司, 浙江晶科能源有限公司