本實(shí)用新型涉及一種熱場(chǎng)裝置，尤其涉及一種鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置，屬于光伏發(fā)電與新能源科技技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光伏產(chǎn)業(yè)在新能源中占有重要地位，目前多晶硅太陽(yáng)能電池已經(jīng)成為太陽(yáng)能電池市場(chǎng)主流。單晶硅的拉棒工藝復(fù)雜，且成本高，多晶硅的鑄錠工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，且硅錠利用率高，成本較低，具有較高的性價(jià)比和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，目前國(guó)際市場(chǎng)上80%以上為多晶硅太陽(yáng)能電池。

多晶硅鑄錠是將太陽(yáng)能級(jí)原料放到石英坩堝，通過(guò)石墨電阻加熱，經(jīng)過(guò)加熱、熔化、長(zhǎng)晶、退火、冷卻等工藝步驟，將多晶原料熔融后，生成按一定方向生長(zhǎng)的多晶硅錠。多晶鑄錠爐熱場(chǎng)由隔熱籠組件、加熱器部件、DS塊熱交換平臺(tái)散熱部件等組成，DS塊既為硅料熔融提供熱量，又為晶體生長(zhǎng)提供溫度梯度場(chǎng)，形成定向凝固，而精確的溫度梯度場(chǎng)是生產(chǎn)高品質(zhì)的多晶硅錠的關(guān)鍵。

鑄造多晶硅在晶體生長(zhǎng)中由于應(yīng)力的存在，晶體中形成大量的位錯(cuò)，細(xì)小而均勻的多晶晶粒，能夠減少晶體缺陷產(chǎn)生。目前生產(chǎn)高效多晶硅錠使用的定向凝固多晶鑄錠爐，晶體生長(zhǎng)時(shí)所需要的溫度梯度，是通過(guò)熱交換平臺(tái)將熱量輻射至夾層有冷卻水的爐壁上完成的，傳統(tǒng)的鑄錠爐通常使用的熱交換平臺(tái)底部包有大面積硬氈，以降低DS塊四邊角散熱快的特性，坩堝側(cè)邊靠近側(cè)加熱器，在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中溫度較高，中心位置溫度較低，較大的橫向溫度梯度導(dǎo)致坩堝側(cè)壁形核向內(nèi)生長(zhǎng)，會(huì)加劇晶體缺陷的形成，影響后續(xù)晶粒生長(zhǎng)品質(zhì)，從而影響電池轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供一種鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置，該熱場(chǎng)裝置可以使坩堝底部中間與四周的溫度較均勻，在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中形成柱狀晶，降低位錯(cuò)缺陷，提高晶體生長(zhǎng)品質(zhì)。

本實(shí)用新型所述技術(shù)問(wèn)題是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置，其特征在于，該熱場(chǎng)裝置包括爐體；所述爐體內(nèi)設(shè)置有石英坩堝；所述石英坩堝外部?jī)蓚?cè)設(shè)置有側(cè)石墨護(hù)板，且側(cè)石墨護(hù)板的高度高于石英坩堝；所述石英坩堝外部底側(cè)設(shè)置有底石墨護(hù)板；所述側(cè)石墨護(hù)板外側(cè)依次設(shè)置有側(cè)部加熱器、側(cè)部隔熱層；所述側(cè)部隔熱層下端內(nèi)側(cè)設(shè)置有隔熱橫條；所述底石墨護(hù)板下方設(shè)置有DS塊熱交換平臺(tái)；所述DS塊熱交換平臺(tái)為石墨材料的截面為正方形的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，在所述DS塊熱交換平臺(tái)四周邊角處固定隔熱碳條；所述DS塊熱交換平臺(tái)下方排列設(shè)置有垂直于DS塊熱交換平臺(tái)的螺栓；所述螺栓穿過(guò)底部隔熱層；所述側(cè)石墨護(hù)板上部設(shè)置有頂部加熱器，頂部加熱器上方設(shè)置有頂部隔熱層；所述頂部隔熱層與側(cè)部隔熱層封閉連接。

進(jìn)一步的，上述鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置，所述隔熱碳條的寬度為40～50mm、長(zhǎng)度為1090～1100mm，厚度為50～60mm；所述DS塊熱交換平臺(tái)每個(gè)側(cè)邊邊角處均勻開(kāi)有三個(gè)8*15mm的固定孔，所述每個(gè)固定孔通過(guò)M8石墨螺栓與隔熱碳條連接。

進(jìn)一步的，上述鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置，所述側(cè)隔熱碳條與隔熱橫條的間距為1～2mm。

本實(shí)用新型所述的一種鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，可以降低橫向溫度梯度，實(shí)現(xiàn)減小石英坩堝側(cè)壁形核向內(nèi)生長(zhǎng)的角度，有效的減小側(cè)壁斜狀晶生長(zhǎng)形成的晶體缺陷，可以優(yōu)化晶體生長(zhǎng)的固液界面的平整度，達(dá)到中心部分和邊角同步生長(zhǎng)柱狀晶體，提高晶體生長(zhǎng)品質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1 本實(shí)用新型所述鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置示意圖；

圖2 本實(shí)用新型所述隔熱碳條固定方式局部示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式以及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1、圖2所示，圖中各標(biāo)號(hào)分別為：1. 爐體；2. 石英坩堝；3. 側(cè)石墨護(hù)板；4. 底石墨護(hù)板；5. 側(cè)部加熱器；6. 側(cè)部隔熱層；7. 隔熱橫條；8. DS塊熱交換平臺(tái)；9. 隔熱碳條；10.螺栓；11. 底部隔熱層；12. 頂部加熱器；13. 頂部隔熱層；14. 固定孔；15. M8石墨螺栓。

本實(shí)用新型所述的鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置，該熱場(chǎng)裝置包括爐體1；所述爐體1內(nèi)設(shè)置有石英坩堝2；所述石英坩堝2外部?jī)蓚?cè)設(shè)置有側(cè)石墨護(hù)板3，且側(cè)石墨護(hù)板3的高度高于石英坩堝2；所述石英坩堝2外部底側(cè)設(shè)置有底石墨護(hù)板4；所述側(cè)石墨護(hù)板3外側(cè)依次設(shè)置有側(cè)部加熱器5、側(cè)部隔熱層6；所述側(cè)部隔熱層6下端內(nèi)側(cè)設(shè)置有隔熱橫條7；所述底石墨護(hù)板4下方設(shè)置有DS塊熱交換平臺(tái)8；所述DS塊熱交換平臺(tái)8為石墨材料的截面為正方形的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，在所述DS塊熱交換平臺(tái)8四周邊角處固定隔熱碳條9；所述DS塊熱交換平臺(tái)8下方排列設(shè)置有垂直于DS塊熱交換平臺(tái)8的螺栓10；所述螺栓10穿過(guò)底部隔熱層11；所述側(cè)石墨護(hù)板3上部設(shè)置有頂部加熱器12，頂部加熱器12上方設(shè)置有頂部隔熱層13；所述頂部隔熱層13與側(cè)部隔熱層6封閉連接。

進(jìn)一步的，上述鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置，所述隔熱碳條9的寬度為40～50mm、長(zhǎng)度為1090～1100mm，厚度為50～60mm；所述DS塊熱交換平臺(tái)8每個(gè)側(cè)邊邊角處均勻開(kāi)有三個(gè)8*15mm的固定孔14，所述每個(gè)固定孔14通過(guò)M8石墨螺栓與固定隔熱碳條9連接。

更進(jìn)一步的，上述鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置，所述側(cè)隔熱碳條9與隔熱橫條7的間距為1～2mm。

本實(shí)用新型所述鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置由頂部隔熱層13，側(cè)部隔熱層6和底部隔熱層11組成一個(gè)封閉的熱場(chǎng)，通過(guò)側(cè)部隔熱層6提升打開(kāi)熱場(chǎng)，通過(guò)DS塊熱交換平臺(tái)8進(jìn)行輻射散熱，從而降低坩堝底部的溫度；隔熱碳條9固定在DS塊熱交換平臺(tái)8四周邊角處，DS塊熱交換平臺(tái)8底部完全暴露散熱，而DS塊熱交換平臺(tái)8四周的隔熱碳條9和隔熱橫條7間距為1～2mm，可以避免DS塊熱交換平臺(tái)8四周散熱，只通過(guò)DS塊熱交換平臺(tái)8下表面進(jìn)行散熱，達(dá)到橫向溫度梯度均衡的要求，通過(guò)增大豎向溫度梯度，在石英坩堝2底部形核的基礎(chǔ)上生長(zhǎng)柱狀多晶晶體，使用本實(shí)用新型所述鑄造太陽(yáng)能級(jí)高效多晶硅錠的熱場(chǎng)裝置，硅錠頂部晶粒有效縮小，位錯(cuò)缺陷面積有效降低，硅錠少子壽命增長(zhǎng)，硅錠良率有效提升。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。