制備高效多晶的新型熱場的g6鑄錠爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種制備尚效多晶的新型熱場的G6鑄徒爐。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏行業(yè)發(fā)展至今，晶體硅電池憑借高效率和穩(wěn)定性占居主導(dǎo)地位，其中又以多晶硅電池為主。近幾年，通過設(shè)備和技術(shù)改進(jìn)，多晶硅電池在同業(yè)競爭中的價格差距越來越小，因此，提高多晶硅轉(zhuǎn)換效率成為光伏企業(yè)尋求新發(fā)展的主要競爭手段。
[0003]當(dāng)前鑄造高效多晶主要有兩種方法，即全熔工藝和半熔工藝。兩種方式均依靠坩禍底部高效層形核，區(qū)別在于前者為異質(zhì)形核，后者為同質(zhì)形核，然后在晶核基礎(chǔ)上完成晶體生長。眾所周知，長達(dá)SOh的鑄造周期，使硅錠內(nèi)部產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，熱應(yīng)力會直接導(dǎo)致大量的晶體缺陷產(chǎn)生，而細(xì)小、均勻的多晶晶核，能夠有效降低硅錠應(yīng)力，消弭缺陷。因此，確保優(yōu)良的形核效果是降低缺陷，提升效率的關(guān)鍵。
[0004]目前JYT-G6多晶鑄錠爐為五面加熱，且側(cè)部發(fā)熱功率遠(yuǎn)高于頂部，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致熱場內(nèi)橫向溫度梯度拉大，即鑄錠過程中，坩禍中心區(qū)域硅料溫度低，邊緣溫度高，導(dǎo)致熔化及長晶界面中心凸起。對于全熔工藝，溫度梯度大會導(dǎo)致坩禍中心形成過冷區(qū)，使形核穩(wěn)定性下降;對于半熔工藝，凸起的熔化界面，不利于邊區(qū)籽晶的保留，籽晶若被熔掉，形核效果大打折扣。且進(jìn)入長晶后，過凸的固液界面也會加劇生長應(yīng)力，伴生大量的位錯等晶體缺陷，直接影響硅錠良品率和電池轉(zhuǎn)換效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種提尚廣品質(zhì)量的制備尚效多晶的新型熱場的G6鑄錠爐。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種制備高效多晶的新型熱場的G鑄錠爐，其特征在于該鑄錠爐內(nèi)設(shè)置有隔熱籠組件，隔熱籠組件內(nèi)設(shè)置有DS定向凝固塊，DS定向凝固塊上設(shè)置有坩禍，DS定向凝固塊的底部通過支撐柱固定，位于坩禍外隔熱籠組件內(nèi)的區(qū)域設(shè)置有加熱器組件，加熱器組件包括設(shè)置有坩禍正上方的頂部石墨加熱器組件以及位于坩禍四周的側(cè)部石墨加熱器組件，所述坩禍的外側(cè)壁設(shè)置有石墨護(hù)板，所述坩禍的上方設(shè)置有蓋板，所述蓋板擱置于石墨護(hù)板的頂部，頂部石墨加熱器組件以及側(cè)部石墨加熱器組件功率比為1.5±0.1。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]本實(shí)用新型通過調(diào)配石墨件阻值，提升了頂部石墨加熱器組件以及側(cè)部石墨加熱器組件的熱輻射功率比，有效降低熱場內(nèi)橫向溫度梯度，使坩禍中心與邊緣區(qū)域溫度分布更均衡，從而讓過凸的固液界面趨于水平，有效解決了熱場固有缺陷。
[0010]實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)用于全熔工藝，坩禍底部熔蝕均勻無死角，截斷后晶粒細(xì)小圓潤，品質(zhì)穩(wěn)定性高。應(yīng)用于半熔工藝，抑制了過凸的熔化界面，邊區(qū)籽晶保有率明顯提升，確保了測量成功率。同時，熔化界面平緩，提升了籽晶預(yù)留高度的可控性，通過調(diào)整籽晶高度，達(dá)到降低底部截斷。晶粒品質(zhì)與成品得率均有提升。
[0011]均衡的熱場分布，利于晶體沿垂直方向生長為柱狀晶，硅錠表面平整，長晶不良現(xiàn)象顯著改善，裂紋反翹基本解決。
[0012]該熱場滿足全熔及半熔高效鑄錠，起到保護(hù)籽晶，促進(jìn)形核的作用，并使多晶硅晶粒細(xì)小而均勻，有效降低位錯密度，消除硅錠基體內(nèi)熱應(yīng)力。另外均衡的熱場分布，有利于晶粒在垂直方向上生長柱狀晶，抑制位錯等晶體生長缺陷，為提高電池轉(zhuǎn)換效率打下基礎(chǔ)。
[0013]因此本實(shí)用新型制備尚效多晶的新型熱場的G6鑄徒爐具有提尚廣品質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:
[0016]隔熱籠組件I
[0017]頂部石墨加熱器組件2
[0018]側(cè)部石墨加熱器組件3
[0019]DS定向凝固塊4
[0020]蓋板5[0021 ]石墨護(hù)板6
[0022]坩禍7。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參見圖1，本實(shí)用新型涉及的一種制備高效多晶的新型熱場的G6鑄錠爐，該鑄錠爐內(nèi)設(shè)置有隔熱籠組件I，隔熱籠組件I內(nèi)設(shè)置有DS定向凝固塊4，DS定向凝固塊4上設(shè)置有坩禍7，DS定向凝固塊4的底部通過支撐柱固定，位于坩禍7外隔熱籠組件I內(nèi)的區(qū)域設(shè)置有加熱器組件，加熱器組件包括設(shè)置有坩禍7正上方的頂部石墨加熱器組件2以及位于坩禍7四周的側(cè)部石墨加熱器組件3，所述坩禍7的外側(cè)壁設(shè)置有石墨護(hù)板6，所述坩禍7的上方設(shè)置有蓋板5，所述蓋板5擱置于石墨護(hù)板6的頂部。
[0024]實(shí)際運(yùn)行中，由頂部石墨加熱器組件2以及側(cè)部石墨加熱器組件3的輻射提供硅料熔化及長晶所需熱量，依靠隔熱籠提升打開熱場，完成DS定向凝固塊輻射散熱，從而提供可控的溫度梯度，實(shí)現(xiàn)對熔化和長晶的準(zhǔn)確控制。
[0025]五面加熱的鑄錠爐型，本身具有固液界面凸起的缺陷。G6鑄錠爐為單電源控制，頂部石墨加熱器組件2以及側(cè)部石墨加熱器組件3的功率比在0.6-0.7之間，且無內(nèi)置參數(shù)(不可調(diào))，這種功率分配擴(kuò)大了熱場橫向溫度梯度，誘使固液界面更加凸起，加劇了熱場固有缺陷，不利于晶體熔化生長的穩(wěn)定性。
[0026]根據(jù)發(fā)熱原理:P=U2/R，其中電阻R=P*1/S。在功率、電壓一定的前提下，重新分配頂部石墨加熱器組件2以及側(cè)部石墨加熱器組件3阻值，設(shè)計出新型加熱組件，達(dá)到頂、側(cè)輻射功率比倒置目的。有效抑制過凸的固液界面，彌補(bǔ)了原熱場缺陷。
[0027]設(shè)計三組加熱器，頂部石墨加熱器組件2以及側(cè)部石墨加熱器組件3功率比分別為1.3±0.1，1.5±0.1，1.7±0.1。通過持續(xù)工藝調(diào)整，確認(rèn)比例為1.5±0.1效果最理想。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見實(shí)例。
[0028]此項發(fā)明適用于G6鑄錠爐，投爐重量控制范圍800_850kg，能同時滿足全熔和半熔工藝要求，與原熱場相比可控性更高。
【主權(quán)項】
1.一種制備高效多晶的新型熱場的G6鑄錠爐，其特征在于該鑄錠爐內(nèi)設(shè)置有隔熱籠組件(1)，隔熱籠組件(I)內(nèi)設(shè)置有DS定向凝固塊(4)，DS定向凝固塊(4)上設(shè)置有坩禍(7)，DS定向凝固塊(4)的底部通過支撐柱固定，位于坩禍(7)外隔熱籠組件(I)內(nèi)的區(qū)域設(shè)置有加熱器組件，加熱器組件包括設(shè)置有坩禍(7)正上方的頂部石墨加熱器組件(2)以及位于坩禍(7)四周的側(cè)部石墨加熱器組件(3)，所述坩禍(7)的外側(cè)壁設(shè)置有石墨護(hù)板(6)，所述坩禍(7)的上方設(shè)置有蓋板(5)，所述蓋板(5)擱置于石墨護(hù)板(6)的頂部，頂部石墨加熱器組件(2)以及側(cè)部石墨加熱器組件(3)功率比為1.5±0.1。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及的一種制備高效多晶的新型熱場的G6鑄錠爐，其特征在于該鑄錠爐內(nèi)設(shè)置有隔熱籠組件（1），隔熱籠組件（1）內(nèi)設(shè)置有DS定向凝固塊（4），DS定向凝固塊（4）上設(shè)置有坩堝（7），位于坩堝（7）外隔熱籠組件（1）內(nèi)的區(qū)域設(shè)置有加熱器組件，加熱器組件包括設(shè)置有坩堝（7）正上方的頂部石墨加熱器組件（2）以及位于坩堝（7）四周的側(cè)部石墨加熱器組件（3），所述坩堝（7）的外側(cè)壁設(shè)置有石墨護(hù)板（6），所述坩堝（7）的上方設(shè)置有蓋板（5），頂部石墨加熱器組件（2）以及側(cè)部石墨加熱器組件（3）功率比為1.5±0.1。該制備高效多晶的新型熱場的G6鑄錠爐具有提高產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C30B28/06, C30B29/06
【公開號】CN205275781
【申請?zhí)枴緾N201520992505
【發(fā)明人】郭曉萌, 郭寬新, 韋家庚
【申請人】海潤光伏科技股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月4日