專利名稱：一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置。
背景技術(shù)：
鑄造法生長的硅晶體是目前太陽電池用的主要基體材料之一。因其較低的生產(chǎn)成本，在光伏行業(yè)中占有約80%的市場份額。但由于其本身的缺陷，晶界、位錯(cuò)、雜質(zhì)等，制約著電池轉(zhuǎn)換效率的提升。目前在鑄錠硅晶體生長過程中，主要通過降低加熱器功率和提升隔熱籠位置來降低熱場底部溫度，在熱場底部的石墨熱交換臺(tái)中形成一定的溫度梯度，使晶體從下向上定向凝固生長。該散熱方式在一定程度上加大晶體兩側(cè)的散熱，大于底部中間的散熱程度，必然使得固液界面呈下凹型如圖I所示，從而造成固液界面下凹，這種凹型固液界面的熱應(yīng)力較大，并且可能 大于彈性應(yīng)力，于是晶體內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)，使晶體失去完美性。現(xiàn)有鑄錠爐熱場由于底部散熱結(jié)構(gòu)的缺陷，使得固液界面呈下凹型，對晶體生長極為不利。專利CN102071454A雖然也改進(jìn)了底部散熱塊，在散熱塊內(nèi)增加了“之”或“回”字型氣體通道。但是，I、由于單個(gè)進(jìn)氣口和單個(gè)出氣口，只控制了定向凝固的方向，但是不能調(diào)控散熱塊中間和兩側(cè)的散熱程度，所以不能控制固液界面的形狀。2、由于氣體通道是“之”或”回”字型，實(shí)際散熱塊四周的散熱程度并不均勻。所以專利CN102071454A只是加強(qiáng)了底部散熱程度，并沒實(shí)現(xiàn)對固液界面形狀的控制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，有效控制固液界面形狀。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，具有由石墨制成的底部散熱塊，所述的散熱塊開有橫向貫穿整個(gè)散熱塊的兩條以上通氣通道，所述的兩條以上通氣通道對稱設(shè)置，每個(gè)通氣通道內(nèi)氣體流量為0 400slpmo具體地，每個(gè)通氣通道內(nèi)通入的氣體為惰性氣體，如氬氣、氮?dú)獾取＿M(jìn)一步地，每個(gè)通氣通道位于散熱塊中部的散熱凸塊處，每個(gè)通氣通道的直徑為散熱凸塊厚度的1/2。進(jìn)一步地，相鄰?fù)馔ǖ乐g的間隔距離為單個(gè)通氣通道最小直徑的I. 5倍。具體地，所述的通氣通道數(shù)量為10條，10條通氣通道呈“川”字排列，從左至右依次為左側(cè)LI通道、左側(cè)L2通道、左側(cè)L3通道、左側(cè)L4通道、左側(cè)L5通道、右側(cè)Rl通道、右側(cè)R2通道、右側(cè)R3通道、右側(cè)R4通道、右側(cè)R5通道，左側(cè)LI通道、左側(cè)L2通道、左側(cè)L3通道、左側(cè)L4通道、左側(cè)L5通道分別與右側(cè)Rl通道、右側(cè)R2通道、右側(cè)R3通道、右側(cè)R4通道、右側(cè)R5通道對稱設(shè)置。進(jìn)一步地，各通氣通道的通氣流量比為左側(cè)LI通道右側(cè)Rl通道=I : I ;左側(cè)L2通道右側(cè)R2通道=I I ;左側(cè)L3通道右側(cè)R3通道=I I ;左側(cè)L4通道右側(cè)R4通道=1 I ;左側(cè)L5通道右側(cè)R5通道=I I。具體地，在鑄錠生長或冷卻時(shí)，各通氣通道的通氣流量比為左側(cè)LI通道右側(cè)Rl通道= 300 300slpm ;左側(cè)L2通道右側(cè)R2通道=300 300slpm ;左側(cè)L3通道右側(cè)R3通道=200 200slpm ;左側(cè)L4通道右側(cè)R4通道=100 IOOslpm ;左側(cè)L5通道右側(cè)R5通道=50 50slpm。本實(shí)用新型的有益效果是本發(fā)明改進(jìn)了晶體鑄錠過程中的底部散熱方式，使得晶體在整個(gè)生長過程中，固液界面形狀變得略上凸，減少了晶界，降低晶體的位錯(cuò)，大大提高了晶體的質(zhì)量，從高效率的太陽電池提供了優(yōu)良的基體材料。
以下結(jié)合附圖
對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 圖I是現(xiàn)有技術(shù)中鑄錠爐熱場的固液界面形狀示意圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是采用本實(shí)用新型后的鑄錠爐熱場的固液界面形狀示意具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。實(shí)施例一如圖2所示，一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，具有由石墨制成的底部散熱塊，散熱塊開有橫向貫穿整個(gè)散熱塊的10條通氣通道，10條通氣通道呈“川”字排列，從左至右依次為左側(cè)LI通道、左側(cè)L2通道、左側(cè)L3通道、左側(cè)L4通道、左側(cè)L5通道、右側(cè)Rl通道、右側(cè)R2通道、右側(cè)R3通道、右側(cè)R4通道、右側(cè)R5通道，左側(cè)LI通道、左側(cè)L2通道、左側(cè)L3通道、左側(cè)L4通道、左側(cè)L5通道分別與右側(cè)Rl通道、右側(cè)R2通道、右側(cè)R3通道、右側(cè)R4通道、右側(cè)R5通道對稱設(shè)置。每個(gè)通氣通道內(nèi)氣體流量為0 400slpm。每個(gè)通氣通道內(nèi)通入的氣體為惰性氣體，如氬氣、氮?dú)獾?。每個(gè)通氣通道位于散熱塊中部的散熱凸塊處，每個(gè)通氣通道的直徑為散熱凸塊厚度的1/2。相鄰?fù)馔ǖ乐g的間隔距離為單個(gè)通氣通道直徑的I. 5倍。當(dāng)硅料裝爐后，鑄錠生長過程中，鑄錠爐底部安裝該用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置中的各通氣通道在工藝流程不同階段的狀況如下升溫所有氣體通道的流量為Oslpm?；纤袣怏w通道的流量為Oslpm。生長各通氣通道的通氣流量比為左側(cè)LI通道右側(cè)Rl通道=300 300slpm ；左側(cè)L2通道右側(cè)R2通道=300 300slpm ;左側(cè)L3通道右側(cè)R3通道=200 200slpm ;左側(cè)L4通道右側(cè)R4通道=100 IOOslpm ;左側(cè)L5通道右側(cè)R5通道=50 : 50slpm。退火所有氣體通道的流量為Oslpm。[0027]冷卻各通氣通道的通氣流量比為左側(cè)LI通道右側(cè)Rl通道=300 300slpm ；左側(cè)L2通道右側(cè)R2通道=300 300slpm ;左側(cè)L3通道右側(cè)R3通道=200 200slpm ;左側(cè)L4通道右側(cè)R4通道=100 IOOslpm ;左側(cè)L5通道右側(cè)R5通道=50 : 50slpm。此實(shí)施例所出的鑄錠爐熱場的固液界面形狀圖如圖3，由此可見固液界面得到大大改進(jìn)，由之前的下凹變成略上凸，此固液界面大大減少了晶界，降低晶體的位錯(cuò)，大大提聞了晶體的質(zhì)量，給聞效率的太陽電池提供了優(yōu)良基體材料。而且，此實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)中的工藝相比長晶速度提高了 30%，提高企業(yè)的生產(chǎn)能力。退火結(jié)束后，打開隔熱籠進(jìn)行冷卻，使晶體溫度降至400°左右后。出爐。本發(fā)明改進(jìn)了晶體鑄錠過程中的底部散熱方式，使得晶體在整個(gè)生長過程中，固液界面形狀變得略上凸，減少了晶界，降低晶體的位錯(cuò)，大大提高了晶體的質(zhì)量，從高效率的太陽電池提供了優(yōu)良的基體材料。以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求1.一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，其特征在于具有由石墨制成的底部散熱塊，所述的散熱塊開有橫向貫穿整個(gè)散熱塊的兩條以上通氣通道，所述的兩條以上通氣通道對稱設(shè)置，每個(gè)通氣通道內(nèi)氣體流量為O 400slpm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，其特征在于每個(gè)通氣通道內(nèi)通入的氣體為惰性氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，其特征在于每個(gè)通氣通道位于散熱塊中部的散熱凸塊處，每個(gè)通氣通道的直徑為散熱凸塊厚度的1/2。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，其特征在于相鄰?fù)馔ǖ乐g的間隔距離為單個(gè)通氣通道最小直徑的I. 5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，其特征在于所述的通氣通道數(shù)量為10條，10條通氣通道呈“川”字排列，從左至右依次為左側(cè)LI通道、左側(cè)L2通道、左側(cè)L3通道、左側(cè)L4通道、左側(cè)L5通道、右側(cè)Rl通道、右側(cè)R2通道、右側(cè)R3通道、右側(cè)R4通道、右側(cè)R5通道，左側(cè)LI通道、左側(cè)L2通道、左側(cè)L3通道、左側(cè)L4通道、左側(cè)L5通道分別與右側(cè)Rl通道、右側(cè)R2通道、右側(cè)R3通道、右側(cè)R4通道、右側(cè)R5通道對稱設(shè)置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于控制鑄錠晶體生長界面形狀的裝置，具有由石墨制成的底部散熱塊，散熱塊開有橫向貫穿整個(gè)散熱塊的兩條以上通氣通道，兩條以上通氣通道對稱設(shè)置，每個(gè)通氣通道內(nèi)氣體流量為0～400slpm。每個(gè)通氣通道內(nèi)通入的氣體為惰性氣體，每個(gè)通氣通道位于散熱塊中部的散熱凸塊處，每個(gè)通氣通道的直徑為散熱凸塊厚度的1/2。相鄰?fù)馔ǖ乐g的間隔距離為單個(gè)通氣通道最小直徑的1.5倍。本實(shí)用新型改進(jìn)了晶體鑄錠過程中的底部散熱方式，使得晶體在整個(gè)生長過程中，固液界面形狀變得略上凸，減少了晶界，大大提高了晶體的質(zhì)量，從高效率的太陽電池提供了優(yōu)良的基體材料。
文檔編號(hào)C30B28/06GK202786501SQ20122006000
公開日2013年3月13日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者鈕應(yīng)喜 申請人:常州天合光能有限公司