本實(shí)用新型屬于單晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置。

背景技術(shù)：

在光伏發(fā)電領(lǐng)域中，單晶硅是太陽能電池的重要材料，目前單晶太陽能發(fā)電的成本大約在1元/度，太陽能發(fā)電的成本主要是太陽能電池片制作加工的成本，電站建成后的管理費(fèi)用是相當(dāng)?shù)偷?。要降低太陽能發(fā)電的成本，要么就要提高單晶太陽能電池片的轉(zhuǎn)換效率，要么就要降低電池片的加工成本?，F(xiàn)在規(guī)?；a(chǎn)的商品電池效率已達(dá)到16％-18％，幾乎無改進(jìn)空間，要降低單晶太陽能發(fā)電的單位成本就要從太陽能電池片下手。單晶太陽能發(fā)電的電池片基材硅片的成本占電池片總成本的70％左右，單晶硅片的拉晶成本占整個(gè)單晶硅片生產(chǎn)成本的70％。所以要降低太陽能發(fā)電的成本，就要降低單晶棒的生產(chǎn)成本。

現(xiàn)在單晶棒的生長(zhǎng)方法大多采用直拉法在單晶爐中進(jìn)行生產(chǎn)。所有的熔料都是采用石墨加熱器進(jìn)行加熱的，因加熱器與硅料中間隔著石英坩堝、石墨堝兩層，吸熱比較慢導(dǎo)致加熱時(shí)間過長(zhǎng)。單晶爐進(jìn)行直拉法單晶生產(chǎn)的工藝流程包括裝爐、裝料、合爐、抽空、熔料、引晶、縮頸、放肩、等徑、收尾、停爐、拆爐等工藝，上述整套生產(chǎn)工藝耗時(shí)大約在80小時(shí)左右，由于單晶爐的加熱速度慢使得現(xiàn)在的熔料工藝需要8-10個(gè)小時(shí)，影響整體拉晶效率，生產(chǎn)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種能夠縮短熔料時(shí)間的縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置。

本實(shí)用新型的縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置，包括設(shè)置在單晶爐的爐腔中、位于坩堝上方的發(fā)熱體，所述發(fā)熱體能夠通電發(fā)熱。

本申請(qǐng)的優(yōu)點(diǎn)在于：現(xiàn)有的單晶爐中具有對(duì)硅料進(jìn)行加熱的、設(shè)置在坩堝側(cè)壁外圍的加熱裝置，本申請(qǐng)通過在坩堝的上方設(shè)置一個(gè)發(fā)熱體，與現(xiàn)有的加熱裝置一起對(duì)單硅料進(jìn)行加熱，從而縮短了熔料時(shí)間，提高了單晶棒的生產(chǎn)效率，降低了單晶棒的生產(chǎn)成本。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置還包括安裝在單晶爐的爐蓋上的多相電極，所述多相電極與爐蓋之間絕緣設(shè)置；所述發(fā)熱體與多相電極導(dǎo)電連接，所述多相電極通過電線和開關(guān)連接到電源。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述發(fā)熱體通過導(dǎo)電繩與多相電極導(dǎo)電連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置包括能夠提升或下放發(fā)熱體的動(dòng)力裝置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述動(dòng)力裝置包括安裝在爐蓋上的電機(jī)以及兩端分別連接在電機(jī)和發(fā)熱體上的拉繩。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述拉繩為鎢繩，并且所述鎢繩包括上部鎢繩和下部鎢繩，所述上部鎢繩和下部鎢繩之間通過絕緣體相互連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述發(fā)熱體為圓環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，每相電極的側(cè)壁上包覆有密封材料。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置的縱向剖視圖；

圖3是圖2在B處的局部放大圖；

圖4是圖1在C處的局部放大圖；

圖5是圖2在D處的局部放大圖；

圖6是本實(shí)用新型縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置安裝到單晶爐后的剖視圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

下面結(jié)合附圖，說明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式。

本實(shí)用新型的縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置，包括設(shè)置在單晶爐的爐腔中、位于坩堝上方的發(fā)熱體8，發(fā)熱體能夠通電發(fā)熱。發(fā)熱體為圓環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。

縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置包括安裝在單晶爐的爐蓋1上的三相電極，三相電極與爐蓋之間絕緣設(shè)置，具體的電極底面與爐蓋之間設(shè)置有陶瓷座2，電極的頂部還設(shè)置有陶瓷蓋3；發(fā)熱體與三相電極導(dǎo)電連接，三相電極通過穿過陶瓷蓋3電線和設(shè)置在電路中的開關(guān)連接到電控柜上。優(yōu)選的，電極4為銅電極。

發(fā)熱體通過導(dǎo)電繩與三相電極導(dǎo)電連接，該導(dǎo)電繩5為導(dǎo)電鎢繩。由于發(fā)熱體為圓環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電繩可以通過線鼻子7直接連接在發(fā)熱體上，而不需要另外在發(fā)熱體上開設(shè)安裝孔。

縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置包括能夠提升或下放發(fā)熱體的動(dòng)力裝置。動(dòng)力裝置包括安裝在爐蓋上的電機(jī)6以及兩端分別連接在電機(jī)和發(fā)熱體上的拉繩。拉繩為耐高溫的鎢繩，并且鎢繩包括上部鎢繩9和下部鎢繩11，上部鎢繩9和下部鎢繩11之間通過絕緣體10相互連接，如圖4所示，具體的上部鎢繩和下部鎢繩之間通過陶瓷塊相互連接。

在硅料融化后，通過動(dòng)力裝置將發(fā)熱體提升到爐蓋處，從而不會(huì)影響單晶棒的生長(zhǎng)過程，并且有利于提高整個(gè)縮短單晶爐熔料時(shí)間裝置的使用壽命。

每相電極的側(cè)壁上包覆有密封材料，該密封材料是四氟化碳?jí)K12。

熔化硅料的步驟如下：

a)，通過動(dòng)力裝置將發(fā)熱體下放到距離坩堝頂面合適的位置；

b)，打開開關(guān)，使發(fā)熱體通電發(fā)熱；

c)，當(dāng)硅料融化后，關(guān)閉開關(guān)，通過動(dòng)力裝置將發(fā)熱體向上提升到爐蓋處。

多相電極連接到電控柜，在步驟b)中，通過電控柜設(shè)定發(fā)熱體的電壓和電流，調(diào)整發(fā)熱體的產(chǎn)熱溫度。優(yōu)選的，設(shè)定電流為800-1000A，電壓為40-60V，可以節(jié)約3.5-4.5小時(shí)的熔料時(shí)間。設(shè)定電流800A,電壓50V，功率為40KW，最后可以節(jié)約4個(gè)小時(shí)的熔料時(shí)間。設(shè)定電流1000A,電壓60V，功率為60KW，最后可以節(jié)約4.5個(gè)小時(shí)的熔料時(shí)間。

現(xiàn)有的單晶爐中具有對(duì)硅料進(jìn)行加熱的、設(shè)置在坩堝側(cè)壁外圍的加熱裝置，本申請(qǐng)通過在坩堝的上方設(shè)置一個(gè)發(fā)熱體，與現(xiàn)有的加熱裝置一起對(duì)單硅料進(jìn)行加熱，從而縮短了熔料時(shí)間，提高了單晶棒的生產(chǎn)效率，降低了單晶棒的生產(chǎn)成本。另外，在硅料融化后，通過動(dòng)力裝置將發(fā)熱體提升到爐蓋處，從而不會(huì)影響單晶棒的生長(zhǎng)過程，也能提高整個(gè)縮短單晶爐熔料時(shí)間的使用壽命。

現(xiàn)有技術(shù)中，由于熔料的時(shí)間較長(zhǎng)，熱量損失也比較嚴(yán)重，本申請(qǐng)的縮短單晶爐熔料時(shí)間方法加快了熔料的速度，降低了熱量的損失。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。