一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置，包括爐架、隔熱花板、下爐體、方環(huán)隔熱板、隔熱墊、陶瓷坩堝、石墨護(hù)板、形核涂層、定向助凝塊、冷卻島、起重電機(jī)、外隔熱籠、內(nèi)隔熱籠、提升機(jī)構(gòu)、上爐體和加熱器；所述下爐體設(shè)置有控制升降隔熱花板機(jī)構(gòu)；所述爐體中設(shè)置有內(nèi)隔熱籠和外隔熱籠；所述內(nèi)隔熱籠下部沿四周等距離均勻設(shè)置有多層散熱錐孔，所述坩堝四周設(shè)有護(hù)板，底部設(shè)有定向助凝塊、方環(huán)隔熱板和隔熱花板，所述上爐體內(nèi)設(shè)有加熱器，所述下爐體中心設(shè)置有冷卻島；本新型采用隔熱花板，并設(shè)置冷卻島，通過吸收和折射冷卻硅晶。解決了硅鑄錠降溫不均勻、中心區(qū)域降溫效率差問題，所制備的多晶硅鑄錠晶粒細(xì)小、光能轉(zhuǎn)化率高。
【專利說明】一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能電池多晶硅鑄錠生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池制造業(yè)發(fā)展最速，以超過50%的速度高速增長。在各種類型的太陽能電池中，晶體硅太陽能電池由于轉(zhuǎn)換率高，技術(shù)成熟而保持領(lǐng)先地位。晶體硅太陽能光伏組件的完整 產(chǎn)業(yè)鏈包括鑄錠、切片、電池和組件四部分，而鑄造多晶硅錠是生產(chǎn)多晶硅太陽能光伏組件的第一個步驟。
[0003]多晶硅錠一般采用多晶硅鑄錠爐，通過多晶硅鑄錠爐鑄造高品質(zhì)多晶硅錠是提高電池轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵因素和基本如提。制備晶粒均勻細(xì)小的多晶娃能夠保證多晶娃鑄淀的品質(zhì)。目前制備均勻小晶粒的方法主要依靠在長晶初期加大鑄錠爐底部的降溫速度，以獲得較大的過冷度，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。具體操作方案是在硅料熔化完成后，迅速提升隔熱籠，使得鑄錠爐底部散熱量加大，形核量增大，在坩堝底部形成晶粒比較細(xì)小的母相后，適當(dāng)減小隔熱籠的開度，在適宜的溫度下繼續(xù)完成剩余的長晶過程。
[0004]增大長晶初期鑄錠爐底部散熱速度以加大過冷度的方法可以實現(xiàn)生長小晶粒的目的，但是這種生產(chǎn)方法存在以下缺點(diǎn):1、突然增大溫度變化率對坩堝和涂層產(chǎn)生影響，如果坩堝涂層存在缺陷，則很容易發(fā)生粘堝甚至泄露等生產(chǎn)事故；2、突然增大的降溫變化率會對后面正常的長晶過程造成影響，導(dǎo)致硅錠長晶速率波動較大，造成多晶硅錠缺陷、位錯增多；3、鑄錠爐主要依靠提升隔熱籠來實現(xiàn)降低底部溫度的目的，但是單純的提升隔熱籠，定向助凝塊四邊的散熱速率高于中央的散熱速率，這種降溫模式會形成水平方向上的溫度梯度，最終會影響硅錠晶粒的垂直度。因此，本實用新型提供了一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置，針對現(xiàn)有技術(shù)中硅鑄錠工藝降溫不均勻、溫度變化過于突然以及鑄錠低部溫度冷卻不均勻、鑄錠中心溫度降低效率差的問題，采用花式隔熱底板，并在下爐體內(nèi)腔設(shè)置冷卻島，通過起重電機(jī)控制花式隔熱板的升降，從而實現(xiàn)多晶硅鑄錠生產(chǎn)過程溫度控制的均勻性、穩(wěn)定性，并獲得超細(xì)晶粒多晶娃鑄淀廣品。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置，包括爐架、隔熱花板、下爐體、方環(huán)隔熱板、隔熱墊、陶瓷坩堝、石墨護(hù)板、硅料、形核涂層、定向助凝塊、支撐柱、冷卻島、起重電機(jī)、外隔熱籠、內(nèi)隔熱籠、提升機(jī)構(gòu)、銅饋入管、惰性氣體管、上爐體和加熱器，其特征在于:
[0007]所述多晶硅鑄錠爐結(jié)構(gòu)是:由爐架支撐上爐體和下爐體，所述上爐體與下爐體由雙層冷卻系統(tǒng)構(gòu)成并扣合為一體，所述下爐體通過底部的液壓系統(tǒng)或電機(jī)驅(qū)動打開或關(guān)閉，并設(shè)置有控制升降隔熱花板的機(jī)構(gòu)；所述上爐體外側(cè)設(shè)置有惰性氣體管、測溫傳感器、電源饋入銅管、真空管道、防護(hù)層等配套設(shè)施；所述下爐體內(nèi)設(shè)置有支撐柱，用于支撐坩堝組件；所述下爐體爐壁為大流量冷卻水壁，主要用于吸收高溫坩堝所輻射出來的熱量；所述下爐體中心設(shè)置有冷卻島，所述冷卻島為一圓球形結(jié)構(gòu)體，其內(nèi)部通過冷卻水冷卻并與下爐體冷卻系統(tǒng)相連通，所述上爐體中設(shè)置有套層隔熱籠，包括內(nèi)隔熱籠和外隔熱籠，可以分別通過提升機(jī)構(gòu)控制其提升或者下降；所述內(nèi)隔熱籠下部沿四周等距離均勻設(shè)置有多層散熱錐孔，所述散熱錐孔為喇叭口形，所述喇叭口方向朝向外側(cè)，便于散射更多的熱量；所述陶瓷坩堝四周設(shè)置有石墨護(hù)板，所述陶瓷坩堝底部石墨護(hù)板下方設(shè)置有定向助凝塊，所述定向助凝塊下方設(shè)置有方環(huán)隔熱板和隔熱花板，所述方環(huán)隔熱板中間設(shè)置有正多邊形的的可升降隔熱花板，在爐體底部起重電機(jī)控制下可實現(xiàn)升降隔熱花板打開或者關(guān)閉操作；所述上爐體內(nèi)陶瓷坩堝四周和上方設(shè)置有多組加熱器，所述陶瓷坩堝內(nèi)裝填有待熔融硅料，所述坩堝底部與定向助凝塊相接，所述定向助凝塊與陶瓷坩堝相接觸的四周邊緣設(shè)置有多層隔熱墊。
[0008]所述隔熱花板為多個扇形片拼接結(jié)構(gòu)，通過正多邊形框架固定在一起，在所述的多邊形框架上，設(shè)置有可以單向轉(zhuǎn)動的限位軸，每個組成正多邊形的扇形均可圍繞限位軸向上方單向轉(zhuǎn)動；當(dāng)隔熱花板升起時，通過框架與限位軸使各個隔熱花板扇片共同組成完整正多邊形底板；當(dāng)框架下降時，隔熱花板中心遇到冷卻島球體后，被冷卻島球體頂部撐開，所有花形扇片打開，并露出縫隙，冷卻島通過隔熱花板花形扇區(qū)片的縫隙，吸收定向助凝塊輻射出的熱量，起到冷卻陶瓷坩堝中心區(qū)域的作用。
[0009]所述冷卻島設(shè)置于下爐體底部，是不銹鋼球體夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部冷卻水與下爐體冷卻系統(tǒng)一同循環(huán)，一方面起到冷卻源的作用，另一方面，冷卻島的頂部起到開起隔熱花板扇形片的作用，通過撐頂將下降的隔熱花板單向轉(zhuǎn)動的扇形片向上方頂開，并如花開一樣呈傾斜狀態(tài)，所述扇形片之間就會形成較大縫隙，使得冷卻島的球形體能夠直接吸收到定向助凝塊輻射出來的熱量，同時隔熱花板的扇形片表面是傾斜狀態(tài)，正好可以折射定向助凝塊輻射的熱量到下爐體的冷卻壁上，因此，通過直接吸收、折射后間接吸收，最終會將陶瓷坩堝中心區(qū)域的熱量有效的進(jìn)行傳遞和吸收，從而使得陶瓷坩堝中心區(qū)域溫度與陶瓷坩堝四周區(qū)域的溫度降低和溫度差異均勻化，保證整體硅晶的生長，得到高品質(zhì)高轉(zhuǎn)化率的多晶娃鑄淀。
[0010]所述內(nèi)隔熱籠下部分設(shè)置有多層散熱錐孔，所述散熱錐孔為喇叭口形狀，朝向外側(cè)開口，所述散熱錐孔設(shè)置有多層，每層散熱孔至少設(shè)置5個以上，所述散熱錐孔外孔直徑為80mm—220mm ;內(nèi)孔直徑為60mm—165mm ;所述散熱錐孔從下至上,逐層孔徑縮小,縮小直徑距離為IOmm — 50mm ;所述散熱錐孔層間距為下層孔徑的二分之一。
[0011]所述內(nèi)隔熱籠的散熱錐孔設(shè)置，配合外散熱籠一起提升作用，可很好的實現(xiàn)對坩堝中硅液的溫度控制，使得定向溫差方向正確，避免了體系中突然大幅度溫度變化帶來的缺陷；由于使用內(nèi)隔熱籠設(shè)計，可以分別提升內(nèi)隔熱籠與外隔熱籠體，而內(nèi)隔熱籠壁上設(shè)置有多層散熱孔，就發(fā)揮了減緩溫度突然變化的缺點(diǎn)，使溫度緩慢降低，坩堝輻射的熱量均勻擴(kuò)散。
[0012]所述升降隔熱花板設(shè)置于下爐體內(nèi)，所述隔熱花板通過爐外起重電機(jī)可降低可升起，在長晶過程中，特別是初生晶期間，隔熱花板打開后，使冷卻島露出來，一方面增加了定向助凝塊底部的散熱效果，直接吸收輻射熱量；另一方面是隔熱花板上的扇形片表面是傾斜面，可將助凝塊輻射的熱量折射到下爐體水冷卻壁上，實現(xiàn)了坩堝體中心區(qū)域降低溫度的作用，由此可確保整體硅晶內(nèi)部與四周的溫度被有效吸收和折射，使陶瓷坩堝中的硅晶體溫度均勻，為整體硅晶的定向生長提供充足的散熱條件。
[0013]所述陶瓷坩堝內(nèi)底面經(jīng)過預(yù)處理，噴涂有石英砂涂層，涂層用于為多晶硅成核提供微觀結(jié)構(gòu)的形核區(qū)域；進(jìn)一步的，所述坩堝內(nèi)表面噴涂有氮化硅涂層，用于隔離硅液與陶瓷坩堝體，以便于脫模和防止黏堝現(xiàn)象發(fā)生。
[0014]所述定向助凝塊與陶瓷坩堝底護(hù)板之間，沿陶瓷坩堝四周設(shè)置有硬碳?xì)指魺釅|，用于減緩坩堝四周的熱量散失，確保溫度均勻和避免晶體內(nèi)外溫度差異。
[0015]本實用新型的工藝流程是:1、上爐體、下爐體和各種配套設(shè)備檢查與準(zhǔn)備；2、坩堝組件準(zhǔn)備；3、坩堝內(nèi)部底面噴涂石英砂涂層；4、坩堝內(nèi)部表面噴涂氮化硅涂層；5、裝配坩堝組件；6、裝填硅料；7、裝堝；8、封爐；9、產(chǎn)前檢測；10、工藝參數(shù)設(shè)定；11、真空換氣；12、加熱升溫工序；13、硅料熔化工序；14、初期形核工序，降低隔熱花板，打開扇形片折射熱量，露出冷卻島直接吸收熱量；15、定向長晶工序,分步驟開起內(nèi)隔熱籠與外隔熱籠；16、退火工序；17、冷卻工序；18、出爐。
[0016]通過上述技術(shù)方案，本實用新型技術(shù)方案的有益效果是:通過采用花式隔熱底板，并在下爐體內(nèi)腔設(shè)置冷卻島，通過起重電機(jī)控制花式隔熱板的升降。解決了硅鑄錠工藝降溫不均勻、鑄錠中心溫度降低效率差的問題，實現(xiàn)了多晶硅鑄錠生產(chǎn)過程溫度控制的均勻性、穩(wěn)定性，使溫程過程均勻穩(wěn)定，溫差定向性好，鑄錠中心與鑄錠四周溫度變化相近，整體溫度梯度可控，縮短了鑄錠工藝時間，所制備的多晶硅鑄錠產(chǎn)品晶粒細(xì)小、光能轉(zhuǎn)化率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實用新型實施例所公開的一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例所公開的一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置隔熱花板打開狀態(tài)示意圖；
[0020]圖3為本實用新型實施例所公開的一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置四片隔熱花板俯視圖不意圖；
[0021]圖4為本實用新型實施例所公開的一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置八片隔熱花板俯視圖不意圖；
[0022]圖5為本實用新型實施例所公開的一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置總裝配示意圖。
[0023]圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱:
[0024]1.爐架2.隔熱花板 3.下爐體 4.方環(huán)隔熱板
[0025]5.隔熱墊 6.陶瓷坩堝 7.石墨護(hù)板8.硅料
[0026]9.形核涂層 10.定向助凝塊 11.支撐柱 12.冷卻島[0027]13.起重電機(jī) 14.外隔熱籠 15.內(nèi)隔熱籠16.提升機(jī)構(gòu)
[0028]17.銅饋入管 18.惰性氣體管 19.上爐體 20.加熱器
【具體實施方式】
[0029]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0030]根據(jù)圖1、圖2和圖5，本實用新型提供了 一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置，包括爐架1、隔熱花板2、下爐體3、方環(huán)隔熱板4、隔熱墊5、陶瓷坩堝6、石墨護(hù)板7、硅料8、形核涂層9、定向助凝塊10、支撐柱11、冷卻島12、起重電機(jī)13、外隔熱籠14、內(nèi)隔熱籠15、提升機(jī)構(gòu)16、銅饋入管17、惰性氣體管18、上爐體19和加熱器20，其特征在于:
[0031]所述多晶硅鑄錠爐結(jié)構(gòu)是:由爐架I支撐上爐體19和下爐體3，所述上爐體19與下爐體3由雙層冷卻系統(tǒng)構(gòu)成并扣合為一體，所述下爐體3通過底部的起重電機(jī)13驅(qū)動打開或關(guān)閉，并設(shè)置有控制升降隔熱花板2的機(jī)構(gòu)；所述上爐體19外側(cè)設(shè)置有惰性氣體管18、測溫傳感器、電源銅饋入管17、真空管道、防護(hù)層等配套設(shè)施；所述下爐體3內(nèi)設(shè)置有支撐柱11，用于支撐坩堝組件；所述下爐體3爐壁為大流量冷卻水壁，主要用于吸收高溫陶瓷坩堝6所輻射出來的熱量；所述下爐體3中心設(shè)置有冷卻島12，所述冷卻島12為一圓球形結(jié)構(gòu)體，其內(nèi)部通過冷卻水冷卻并與下爐體3冷卻系統(tǒng)相連通，所述上爐體19中設(shè)置有套層隔熱籠，包括內(nèi)隔熱籠15和外隔熱籠14，可以分別通過提升機(jī)構(gòu)16控制其提升或者下降；所述內(nèi)隔熱籠15下部沿四周等距離均勻設(shè)置有多層散熱錐孔，所述散熱錐孔為喇叭口形，所述喇叭口方向朝向外側(cè)，便于散射更多的熱量；所述陶瓷坩堝6四周設(shè)置有石墨護(hù)板7，所述陶瓷坩堝6底部石墨護(hù)板7下方設(shè)置有定向助凝塊10，所述定向助凝塊10下方設(shè)置有方環(huán)隔熱板4和隔熱花板2，所述方環(huán)隔熱板4中間設(shè)置有正多邊形的的可升降隔熱花板2，在爐體底部起重電機(jī)控制下可實現(xiàn)升降隔熱花板2打開或者關(guān)閉操作；所述上爐體19內(nèi)陶瓷坩堝6四周和上方設(shè)置有多組加熱器20，所述陶瓷坩堝6內(nèi)裝填有待熔融硅料8，所述陶瓷坩堝6底部與定向助凝塊10相接，所述定向助凝塊10與陶瓷坩堝6相接觸的四周邊緣設(shè)置有多層隔熱墊5。
[0032]依據(jù)圖3和圖4，所述隔熱花板2為多個扇形片拼接結(jié)構(gòu)，通過正多邊形框架固定在一起，在所述的多邊形框架上，設(shè)置有可以單向轉(zhuǎn)動的限位軸，每個組成正多邊形的扇形均可圍繞限位軸向上方單向轉(zhuǎn)動；當(dāng)隔熱花板2升起時，通過框架與限位軸使各個隔熱花板2的扇片共同組成完整正多邊形底板；當(dāng)框架下降時，隔熱花板2中心遇到冷卻島12球體后，被冷卻島12球體頂部撐開，所有花形扇片打開，并露出縫隙，所述冷卻島12通過隔熱花板2花形扇片的縫隙，吸收定向助凝塊10輻射出的熱量，起到冷卻陶瓷坩堝6中心區(qū)域的作用。
[0033]所述冷卻島12設(shè)置于下爐體3底部，是不銹鋼球體夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部冷卻水與下爐體3冷卻系統(tǒng)一同循環(huán)，一方面起到冷卻源的作用，另一方面，冷卻島12的頂部起到開起隔熱花板2扇形片的作用，通過撐頂將下降的隔熱花板2單向轉(zhuǎn)動的扇形片向上方頂開，并如花開一樣呈傾斜狀態(tài)，所述扇形片之間就會形成較大縫隙，使得冷卻島12的球形體能夠直接吸收到定向助凝塊10輻射出來的熱量，同時隔熱花板2的扇形片表面是傾斜狀態(tài)，正好可以折射定向助凝塊10輻射的熱量到下爐體3的冷卻壁上，因此，通過直接吸收、折射后間接吸收，最終會將陶瓷坩堝6中心區(qū)域的熱量有效的進(jìn)行傳遞和吸收，從而使得陶瓷坩堝6中心區(qū)域溫度與陶瓷坩堝6四周區(qū)域的溫度降低和溫度差異均勻化，保證整體硅晶的生長，得到聞品質(zhì)聞轉(zhuǎn)化率的多晶娃鑄淀。
[0034]所述內(nèi)隔熱籠5下部分設(shè)置有多層散熱錐孔11，所述散熱錐孔11為喇叭口形狀，朝向外側(cè)開口；
[0035]優(yōu)選的，所述散熱錐孔11設(shè)置有五層，每層散熱孔設(shè)置8個；
[0036]優(yōu)選的，所述散熱錐孔11最底層外孔直徑為150mm ;內(nèi)孔直徑為IOOmm ；
[0037]優(yōu)選的，所述散熱錐孔11從下至上，逐層孔徑縮小，縮小直徑距離為15 ;所述散熱錐孔11層間距為下層外孔徑的二分之一。
[0038]所述內(nèi)隔熱籠15的散熱錐孔設(shè)置，配合外散熱籠14 一起提升作用，可很好的實現(xiàn)對坩堝中硅液的溫度控制，使得定向溫差方向正確，避免了體系中突然大幅度溫度變化帶來的缺陷；由于使用內(nèi)隔熱籠15設(shè)計，可以分別提升內(nèi)隔熱籠15與外隔熱籠14體，而內(nèi)隔熱籠15壁上設(shè)置有多層散熱錐孔，就發(fā)揮了減緩溫度突然變化的缺點(diǎn)，使溫度緩慢降低，陶瓷坩堝6輻射的熱量均勻擴(kuò)散。
[0039]所述升降隔熱花板2設(shè)置于下爐體3內(nèi)，所述隔熱花板2通過爐外起重電機(jī)13可降低可升起，在長晶過程中，特別是初生晶期間，隔熱花板2打開后，使冷卻島露出來，一方面增加了定向助凝塊10底部的散熱效果，直接吸收輻射熱量；另一方面是隔熱花板2上的扇形片表面是傾斜面，可將助凝塊10輻射的熱量折射到下爐體3水冷卻壁上，實現(xiàn)了陶瓷坩堝6中心區(qū)域降低溫度的作用，由此可確保整體硅晶內(nèi)部與四周的溫度被有效吸收和折射，使陶瓷坩堝6中的硅晶體溫度均勻，為整體硅晶的定向生長提供充足的散熱條件。
[0040]所述陶瓷坩堝6內(nèi)底面經(jīng)過預(yù)處理，噴涂有石英砂形核涂層9，所述形核涂層9用于為多晶硅成核提供微觀結(jié)構(gòu)的形核區(qū)域；進(jìn)一步的，所述陶瓷坩堝6內(nèi)表面噴涂有氮化硅涂層，用于隔離硅液與陶瓷坩堝體6，以便于脫模和防止黏堝現(xiàn)象發(fā)生。
[0041]所述定向助凝塊10與陶瓷坩堝6底的石墨護(hù)板7之間，沿陶瓷坩堝6四周設(shè)置有硬碳?xì)指魺釅|5，用于減緩陶瓷坩堝6四周的熱量散失，確保溫度均勻和避免晶體內(nèi)外溫度差異。
[0042]本實用新型的工藝流程是:1、上爐體、下爐體和各種配套設(shè)備檢查與準(zhǔn)備；2、坩堝組件準(zhǔn)備；3、坩堝內(nèi)部底面噴涂石英砂涂層；4、坩堝內(nèi)部表面噴涂氮化硅涂層；5、裝配坩堝組件；6、裝填硅料；7、裝堝；8、封爐；9、產(chǎn)前檢測；10、工藝參數(shù)設(shè)定；11、真空換氣；
12、加熱升溫工序；13、硅料熔化工序；14、初期形核工序，降低隔熱花板，打開扇形片折射熱量，露出冷卻島直接吸收熱量；15、定向長晶工序,分步驟開起內(nèi)隔熱籠與外隔熱籠；16、退火工序；17、冷卻工序；18、出爐。
[0043]通過上述具體實施例，本實用新型的有益效果是:通過采用花式隔熱底板，并在下爐體內(nèi)腔設(shè)置冷卻島，通過起重電機(jī)控制花式隔熱板的升降。解決了硅鑄錠工藝降溫不均勻、鑄錠中心溫度降低效率差的問題，實現(xiàn)了多晶硅鑄錠生產(chǎn)過程溫度控制的均勻性、穩(wěn)定性，使溫程過程均勻穩(wěn)定，溫差定向性好，鑄錠中心與鑄錠四周溫度變化相近，整體溫度梯度可控，縮短了鑄錠工藝時間，所制備的多晶硅鑄錠產(chǎn)品晶粒細(xì)小、光能轉(zhuǎn)化率高。[0044]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置，其特征在于，包括爐架、隔熱花板、下爐體、方環(huán)隔熱板、隔熱墊、陶瓷坩堝、石墨護(hù)板、硅料、形核涂層、定向助凝塊、支撐柱、冷卻島、起重電機(jī)、外隔熱籠、內(nèi)隔熱籠、提升機(jī)構(gòu)、銅饋入管、惰性氣體管、上爐體和加熱器；所述爐架支撐上爐體和下爐體，所述下爐體通過底部的起重電機(jī)驅(qū)動與上爐體扣合打開或關(guān)閉，并設(shè)置有控制升降隔熱花板的機(jī)構(gòu)；所述下爐體內(nèi)設(shè)置有支撐柱；所述爐體中設(shè)置有套層隔熱籠，包括內(nèi)隔熱籠和外隔熱籠，通過提升機(jī)構(gòu)可以分別控制提升或下降；所述內(nèi)隔熱籠下部沿四周等距離均勻設(shè)置有多層散熱錐孔，所述坩堝四周設(shè)置有石墨護(hù)板，所述坩堝底部與石墨護(hù)板相接，所述石墨護(hù)板下方設(shè)置有定向助凝塊，所述定向助凝塊下方設(shè)置有隔熱底板和升降隔熱板，所述上爐體內(nèi)坩堝四周和上方設(shè)置有多組加熱器，所述坩堝內(nèi)裝填有待熔融硅料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置，其特征在于，所述隔熱花板為多個扇形片拼接結(jié)構(gòu)，通過正多邊形框架固定在一起，在所述的多邊形框架上，設(shè)置有可以單向轉(zhuǎn)動的限位軸，每個組成正多邊形的扇形均可圍繞限位軸向上方單向轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置，其特征在于，所述冷卻島設(shè)置于下爐體底部，是不銹鋼球體夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部冷卻水與下爐體冷卻系統(tǒng)一同循環(huán)，所述冷卻島通過撐頂將下降的隔熱花板單向轉(zhuǎn)動的扇形片向上方頂開，并呈傾斜狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置，其特征在于，所述散熱錐孔至少設(shè)置二層，每層散熱孔至少設(shè)置5個以上，所述散熱錐孔外孔直徑為80mm — 220mm ；內(nèi)孔直徑為60mm — 165mm ;所述散熱錐孔從下至上，逐層孔徑縮小，縮小直徑距離為IOmm—50mm ;所述散熱錐孔層間距為下層孔徑的二分之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶硅鑄錠爐底部助凝裝置，其特征在于，所述陶瓷坩堝內(nèi)底面經(jīng)過預(yù)處理，所述坩堝內(nèi)部底面噴制有石英砂成核涂層，所述坩堝內(nèi)表面噴涂有氮化娃涂層。
【文檔編號】C30B29/06GK203795012SQ201420114344
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】蔣興賢 申請人:常州兆晶光能有限公司