一種多晶鑄錠爐的坩堝組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于多晶硅錠鑄錠技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多晶鑄錠爐的坩禍組件。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光伏發(fā)電是目前發(fā)展最快的可持續(xù)能源利用的形式之一，近年來在各國都得到了迅速的發(fā)展。目前，應(yīng)用最為普遍使用的是晶體硅太陽能電池，現(xiàn)有的晶體硅太陽能電池主要由單晶硅片或多晶硅片制成。單晶硅太陽能電池片轉(zhuǎn)換效率高，成品質(zhì)量好，但單晶硅片存在制備成本高、產(chǎn)量低的缺點(diǎn)。多晶硅片生產(chǎn)成本較單晶硅片低，生產(chǎn)周期短和產(chǎn)量大但多晶硅片由于形核隨機(jī)，晶粒大小差異性大，晶界分布無序，位錯(cuò)密度高，所以轉(zhuǎn)換效率低。目前多晶硅片主要是采用定向凝固法進(jìn)行鑄錠，即將裝有硅料的石英坩禍放入鑄錠爐進(jìn)行熔化長晶，在經(jīng)過退火冷卻后即得到硅錠。為了提高硅片轉(zhuǎn)換效率，常采用在石英坩禍底部鋪裝籽晶的方式進(jìn)行誘導(dǎo)形核以降低形核階段硅錠內(nèi)部的位錯(cuò)密度，并控制長晶階段硅錠內(nèi)部位錯(cuò)密度的增殖速度，從而實(shí)現(xiàn)硅片的高轉(zhuǎn)換效率。熔化階段，石英坩禍內(nèi)的硅料從上部往下逐步熔化，為了使石英坩禍底部的籽晶起到誘導(dǎo)形核的作用，必須保證籽晶不被全部熔化。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，常采用石英棒測量未融化的籽晶高度，當(dāng)測量到未融化的籽晶高度達(dá)到特定數(shù)值時(shí)，即對鑄錠爐進(jìn)行操作進(jìn)入長晶環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)籽晶誘導(dǎo)形核的目的?？刂谱丫刍叨鹊倪^程中，在石墨側(cè)板底部外側(cè)圍加一圈炭氈有助于控制籽晶熔化速度，這是因?yàn)樘繗謱?dǎo)熱系數(shù)低，具有隔熱作用，能降低加熱器和硅料之間的熱交換速度。不過炭氈不可調(diào)節(jié)，控制隔熱的位置精確度低。
[0003]另外在現(xiàn)有使用的多晶硅鑄錠爐中，用于支撐石英坩禍的石墨坩禍都是由一塊底板和四塊側(cè)板構(gòu)成，當(dāng)發(fā)生硅液溢流時(shí)，硅液在平坦的石墨坩禍底板上四處流動(dòng)，從而不能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，延長了事故的報(bào)警時(shí)間，會(huì)造成安全隱患和資源浪費(fèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種多晶鑄錠爐的坩禍組件。
[0005]本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種多晶鑄錠爐的坩禍組件，包括石英坩禍、坩禍護(hù)板、軟氈層，其特征在于，所述石英坩禍呈方形結(jié)構(gòu)，坩禍護(hù)板包括石墨側(cè)板和石墨底板，石英坩禍的四周外側(cè)緊貼著石墨側(cè)板，石英坩禍的底部墊著石墨底板，軟氈層位于石墨側(cè)板的外圍，所述石墨側(cè)板包括側(cè)板一和側(cè)板二，側(cè)板一的端面與側(cè)板二的側(cè)面相抵靠，在側(cè)板一的端面上具有內(nèi)凹的凹槽部，在側(cè)板二的側(cè)面上具有與凹槽部形狀相對應(yīng)的凸起的卡塊部，側(cè)板一和側(cè)板二通過螺釘固定。
[0006]坩禍護(hù)板主要用于支撐石英坩禍，軟氈層位于石墨側(cè)板的外側(cè)，加熱器位于軟氈層的外側(cè)，軟氈層夾于石墨側(cè)板與加熱器之間。石墨側(cè)板由兩塊側(cè)板一和兩塊側(cè)板二組成，側(cè)板一與側(cè)板二圍成方形結(jié)構(gòu)與石英坩禍的外側(cè)相互匹配。側(cè)板二上具有與螺釘相互匹配的螺紋孔，螺紋孔呈貫穿狀且位于卡塊部的中間，側(cè)板一同樣具有與螺釘相互匹配的定位孔且定位孔位于凹槽部中間，當(dāng)卡塊部嵌入凹槽部時(shí)，螺紋孔和定位孔呈連通狀態(tài)，工作人員通過螺釘即可將側(cè)板一和側(cè)板二鎖緊，提高石墨側(cè)板的穩(wěn)定性。
[0007]所述軟氈層可沿著石墨側(cè)板上下滑動(dòng)。
[0008]與軟氈層相互直接抵靠的石墨側(cè)板部位的隔熱效果，能降低加熱器和硅料之間的熱交換速度。軟氈層可沿著石墨側(cè)板上下滑動(dòng)主要是便于工作人員的調(diào)節(jié)，提高對籽晶熔化速度的精確性，降低偏差，達(dá)到理想目的。
[0009]卡塊部和凹槽部均呈圓弧形。
[0010]卡塊部和凹槽部均呈方塊形。
[0011]卡槽部和凹槽部采用圓弧形或者方塊形均能實(shí)現(xiàn)將卡塊部嵌入凹槽部，提高側(cè)板一和側(cè)板二之間的連接強(qiáng)度。
[0012]石墨底板為網(wǎng)絡(luò)狀濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
[0013]采用以上結(jié)構(gòu)，能夠確保在硅液從石英坩禍的裂縫中流出時(shí)，能夠及時(shí)引導(dǎo)硅液的流向，即引導(dǎo)硅液從石墨底板的網(wǎng)絡(luò)狀濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的縫隙處流下，從而能夠及時(shí)報(bào)警，便于工作人員能在第一時(shí)間發(fā)生問題且解決問題，降低硅液的浪費(fèi)。
[0014]所述軟租層為碳纖維軟租層，厚度為0.5cm-l.5cm。
[0015]碳纖維軟氈層具有出色的熱絕緣特性，能降低熱量流失，市場上比較常見熱絕緣件中有很多采用了碳纖維軟氈。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本多晶鑄錠爐的坩禍組件的優(yōu)點(diǎn)具有以下幾點(diǎn):
[0017]1、側(cè)板一和側(cè)板二只需擰出螺釘即可拆卸，拆卸方便快捷；
[0018]2、坩禍護(hù)板外增加軟氈層進(jìn)行保溫，防止散熱不均勻，保證硅錠的生長能夠沿豎直方向進(jìn)行，有效地排除位錯(cuò)，從而降低硅晶體籽晶壽命，提高轉(zhuǎn)換效率至18%以上。
[0019]3、軟氈層可沿著石墨側(cè)板上下滑動(dòng)，具有可調(diào)節(jié)功能，提高控制籽晶熔化速度的精確性。
[0020]4、硅液從石英坩禍的裂縫中流出時(shí)，會(huì)直接從石墨底板的網(wǎng)絡(luò)狀濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的縫隙處流下，便于工作人員能在第一時(shí)間發(fā)生與解決，降低硅液的浪費(fèi)，避免安全隱患的存在。
【附圖說明】
[0021]圖1是本多晶鑄錠爐的坩禍組件的側(cè)視圖。
[0022]圖2是側(cè)板一與側(cè)板二之間的局部連接剖視圖
[0023]圖中，1、石英坩禍；2、軟氈層；3、石墨底板；4、石墨側(cè)板；5、側(cè)板一 ；6、側(cè)板二 ；7、凹槽部；8、卡塊部；9、螺釘。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
[0025]如圖1、圖2所示，本多晶鑄錠爐的坩禍組件，包括石英坩禍1、坩禍護(hù)板、軟氈層2，石英坩禍I呈方形結(jié)構(gòu)，坩禍護(hù)板包括石墨側(cè)板4和石墨底板3，石英坩禍I的四周外側(cè)緊貼著石墨側(cè)板4，石英坩禍I的底部墊著石墨底板3，軟氈層2位于石墨側(cè)板4的外圍。坩禍護(hù)板主要用于支撐石英坩禍1，軟氈層2位于石墨側(cè)板4的外側(cè)，加熱器位于軟氈層2的外側(cè)，軟氈層2夾于石墨側(cè)板4與加熱器之間。石墨側(cè)板4由兩塊側(cè)板一 5和兩塊側(cè)板二6組成，側(cè)板一 5與側(cè)板二 6圍成方形結(jié)構(gòu)與石英坩禍I的外側(cè)相互匹配。
[0026]石墨側(cè)板4包括側(cè)板一 5和側(cè)板二 6，側(cè)板一 5的端面與側(cè)板二 6的側(cè)面相抵靠，在側(cè)板一 5的端面上具有內(nèi)凹的凹槽部7，在側(cè)板二 6的側(cè)面上具有與凹槽部7形狀相對應(yīng)的凸起的卡塊部8，側(cè)板一 5和側(cè)板二 6通過螺釘9固定?？▔K部8和凹槽部7均呈圓弧形，或者卡塊部8和凹槽部7均呈方塊形。卡槽部和凹槽部7采用圓弧形或者方塊形均能實(shí)現(xiàn)將卡塊部8嵌入凹槽部7，提高側(cè)板一 5和側(cè)板二 6之間的連接關(guān)系。
[0027]側(cè)板二 6上具有與螺釘9相互匹配的螺紋孔，螺紋孔呈貫穿狀且位于卡塊部8的中間，側(cè)板一5同樣具有與螺釘9相互匹配的定位孔且定位孔位于凹槽部7中間，當(dāng)卡塊部8嵌入凹槽部7時(shí)，螺紋孔和定位孔呈連通狀態(tài)，工作人員通過螺釘9即可將側(cè)板一 5和側(cè)板一.6鎖緊，提尚石墨側(cè)板4的穩(wěn)定性。
[0028]軟氈層2可沿著石墨側(cè)板4上下滑動(dòng)。與軟氈層2相互直接抵靠的石墨側(cè)板4部位的隔熱效果，能降低加熱器和硅料之間的熱交換速度。軟氈層2可沿著石墨側(cè)板4上下滑動(dòng)主要是便于工作人員的調(diào)節(jié)，提高對籽晶熔化速度的精確性，降低偏差，達(dá)到理想目的。軟氈層2為碳纖維軟氈層2，厚度為1cm。碳纖維軟氈層2具有出色的熱絕緣特性，能降低熱量流失，市場上比較常見熱絕緣件中有很多采用了碳纖維軟氈。
[0029]石墨底板3為網(wǎng)絡(luò)狀濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)。能夠確保在硅液從石英坩禍I的裂縫中流出時(shí)，能夠及時(shí)引導(dǎo)硅液的流向，即引導(dǎo)硅液從底板的網(wǎng)絡(luò)狀濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的縫隙處流下，從而能夠及時(shí)報(bào)警，便于工作人員能在第一時(shí)間發(fā)生問題且解決問題，降低硅液的浪費(fèi)。
[0030]基本工作原理:在生產(chǎn)多晶硅錠時(shí)，需要把硅料加熱至上1420°C以上使其熔化，然后進(jìn)行定向凝固。而石英坩禍I在1300°C左右就會(huì)開始軟化，因此石英坩禍I外側(cè)及底部相互緊貼的坩禍護(hù)板采用石墨側(cè)板4和石墨底板3，利用墨側(cè)板和石墨底板3來承托石英坩禍I。另外硅料和石墨直接接觸會(huì)發(fā)生反應(yīng)，所以不能直接使用石墨坩禍承載硅料。將硅料裝入石英坩禍1，對石英坩禍I進(jìn)行加熱，石英坩禍I內(nèi)的硅料從上部往下逐步熔化，通過軟氈層2的隔熱保證籽晶不被全部熔化，工作人員可在加熱前調(diào)節(jié)好軟氈層2的位置，提高需隔熱處的精確性。
[0031]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0032]盡管本文較多地使用了石英坩禍1、軟氈層2、石墨底板3、石墨側(cè)板4、側(cè)板一 5、側(cè)板二 6、凹槽部7、卡塊部8、螺釘9等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多晶鑄錠爐的坩禍組件，包括石英坩禍(I)、坩禍護(hù)板、軟氈層(2)，其特征在于，所述石英坩禍(I)呈方形結(jié)構(gòu)，坩禍護(hù)板包括石墨側(cè)板(4)和石墨底板(3)，石英坩禍(I)的四周外側(cè)緊貼著石墨側(cè)板(4)，石英坩禍(I)的底部墊著石墨底板(3)，軟氈層(2)位于石墨側(cè)板(4)的外圍，所述石墨側(cè)板(4)包括側(cè)板一(5)和側(cè)板二(6)，側(cè)板一(5)的端面與側(cè)板二出)的側(cè)面相抵靠，在側(cè)板一(5)的端面上具有內(nèi)凹的凹槽部(7)，在側(cè)板二(6)的側(cè)面上具有與凹槽部(7)形狀相對應(yīng)的凸起的卡塊部(8)，側(cè)板一(5)和側(cè)板二(6)通過螺釘(9)固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶鑄錠爐的坩禍組件，其特征在于，所述軟氈層(2)可沿著石墨側(cè)板(4)上下滑動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多晶鑄錠爐的坩禍組件，其特征在于，所述卡塊部(8)和凹槽部(7)均呈圓弧形。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多晶鑄錠爐的坩禍組件，其特征在于，所述卡塊部(8)和凹槽部(7)均呈方塊形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶鑄錠爐的坩禍組件，其特征在于，所述石墨底板(3)為網(wǎng)絡(luò)狀濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多晶鑄錠爐的坩禍組件，其特征在于，所述軟氈層(2)為碳纖維軟租層(2)，厚度為0.5cm-l.5cm。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種多晶鑄錠爐的坩堝組件，屬于多晶硅錠鑄錠技術(shù)領(lǐng)域。本多晶鑄錠爐的坩堝組件，包括石英坩堝、坩堝護(hù)板、軟氈層，石英坩堝呈方形結(jié)構(gòu)，坩堝護(hù)板包括石墨側(cè)板和石墨底板，石英坩堝的四周外側(cè)緊貼著石墨側(cè)板，石英坩堝的底部墊著石墨底板，軟氈層位于石墨側(cè)板的外圍，石墨側(cè)板包括側(cè)板一和側(cè)板二，側(cè)板一的端面與側(cè)板二的側(cè)面相抵靠，在側(cè)板一的端面上具有內(nèi)凹的凹槽部，在側(cè)板二的側(cè)面上具有與凹槽部形狀相對應(yīng)的凸起的卡塊部，側(cè)板一和側(cè)板二通過螺釘固定。本實(shí)用新型中側(cè)板一和側(cè)板二為可拆卸性，軟氈層的設(shè)有提高了硅料的轉(zhuǎn)換效率。
【IPC分類】C30B28/06, C30B29/06
【公開號】CN204779926
【申請?zhí)枴緾N201520529021
【發(fā)明人】申炳榮
【申請人】浙江昊能光電有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月21日