一種多晶硅鑄錠爐用熱交換臺及多晶硅鑄錠爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多晶硅鑄錠爐用熱交換臺及多晶硅鑄錠爐。所述多晶硅鑄錠爐用熱交換臺包括熱交換臺本體，該熱交換臺本體上設(shè)有石墨底板，石墨底板上設(shè)有坩堝；所述坩堝側(cè)壁裝有石墨護(hù)板；所述熱交換臺本體的上部與下部設(shè)有保溫層，所述熱交換臺本體的側(cè)壁設(shè)有絕熱層。所述多晶硅鑄錠爐具有上述熱交換臺。本實(shí)用新型通過在熱交換臺的側(cè)壁設(shè)置絕熱層，可以有效地避免微晶現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說明】—種多晶硅鑄錠爐用熱交換臺及多晶硅鑄錠爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于多晶硅制造設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種多晶硅鑄錠爐用熱交換臺及多晶硅鑄錠爐。

【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能光伏領(lǐng)域中，晶體硅由于其原料來源及制備成本優(yōu)勢，占整個(gè)太陽能光伏領(lǐng)域的90%以上。與其相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝也在不斷的發(fā)展，其中，用于生產(chǎn)多晶硅錠的多晶硅鑄錠爐尤其受到人們的關(guān)注。
[0003]在目前的晶體硅鑄錠技術(shù)中，主要有普通多晶硅鑄錠、準(zhǔn)單晶硅鑄錠及目前較流行的高效多晶硅鑄錠技術(shù)。準(zhǔn)單晶硅鑄錠與高效多晶鑄錠在裝料時(shí)必須在坩堝底部鋪設(shè)有籽晶，且需保證該籽晶在后期熔化過程中不被完全熔化，以作為后期晶體生長的形核中心?，F(xiàn)有鑄錠爐直接用于有籽晶鑄錠技術(shù)時(shí)，底部籽晶不好保護(hù)，經(jīng)常出現(xiàn)籽晶全部熔化或者邊角籽晶熔化而中間籽晶卻剩余很高的情況，影響硅錠的質(zhì)量。另外，隨著鑄錠爐的技術(shù)革新，投料量不斷加大，硅錠尺寸增加，硅錠中往往存在一些微晶區(qū)域和硬質(zhì)點(diǎn)區(qū)域，總體能耗也增加。故探索更好的保護(hù)坩堝底部籽晶，減少硅錠中的微晶和硬質(zhì)點(diǎn)，降低能耗的鑄錠設(shè)備，有助于推動(dòng)太陽能行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
[0004]中國專利號為CN103614770A，專利申請名稱為公開了一種新型鑄錠爐及使用該鑄錠爐的生產(chǎn)工藝，其提供了一種在石墨交換臺四周設(shè)有硬氈護(hù)板，拆除石墨交換臺下部懸掛的硬氈護(hù)板的新型鑄錠爐結(jié)構(gòu)。這種方法在長晶過程中，熱交換臺底部散熱較快，容易導(dǎo)致微晶的出現(xiàn)。
[0005]中國專利號為CN201217712Y，專利申請名稱為公開了一種多晶硅定向長晶熱場結(jié)構(gòu)，其提供了一種在保溫隔熱籠體的側(cè)面和熱交換臺之間固定保溫隔熱板的熱場結(jié)構(gòu)，這種方法在不利于側(cè)邊散熱，容易導(dǎo)致微晶的出現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了避免現(xiàn)有的多晶硅鑄錠爐容易出現(xiàn)微晶的不足，本實(shí)用新型旨在提供一種多晶硅鑄錠爐用熱交換臺及多晶硅鑄錠爐，該鑄錠爐通過在熱交換臺的側(cè)壁設(shè)置絕熱層，可以有效地避免微晶現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種多晶硅鑄錠爐用熱交換臺及多晶硅鑄錠爐，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括熱交換臺本體，該熱交換臺本體上設(shè)有石墨底板，石墨底板上設(shè)有坩堝；所述坩堝側(cè)壁裝有石墨護(hù)板；所述熱交換臺本體的上部與下部設(shè)有保溫層，所述熱交換臺本體的側(cè)壁設(shè)有絕熱層。
[0009]所述的保溫層和絕熱層可以由碳?xì)?、軟氈等保溫材料制成?br> [0010]以下為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:
[0011]進(jìn)一步地，所述絕熱層為由低于石墨材料的導(dǎo)熱系數(shù)的絕熱材料制成的絕熱條。更進(jìn)一步地，優(yōu)選所述絕熱層為碳纖維制成的絕熱條。
[0012]所述熱交換臺本體與設(shè)在其上部和下部的保溫層組裝后的長度不超過所述石墨底板的長度。
[0013]所述熱交換臺本體和所述絕熱條的組裝后的長度不超過所述石墨底板的長度。
[0014]所述絕熱條的寬度不超過所述熱交換臺本體與保溫底板之間的距離。
[0015]優(yōu)選地，所述絕熱條的長度為870mm-1200mm,寬度為40mm-200mm,厚度為5mm-40mmo
[0016]所述絕熱層與熱交換臺本體之間通過石墨螺栓固定在一起。
[0017]優(yōu)選地，所述熱交換臺本體為石墨制成的交換臺。
[0018]本實(shí)用新型還提供的多晶硅鑄錠爐包括保溫底板和隔熱籠；所述保溫底板和隔熱籠圍成的保溫空間內(nèi)設(shè)有如上所述的熱交換臺。
[0019]本實(shí)用新型的熱交換臺能有效的控制熱交換臺升溫和降溫速率。無論針對普通多晶硅鑄錠，高效多晶硅鑄錠和準(zhǔn)單晶硅鑄錠，可以根據(jù)實(shí)際需要，配合相應(yīng)的鑄錠工藝，合理控制硅料熔化速度和硅溶液的長晶速度，制備出高質(zhì)量的多晶硅；同時(shí)可以減少微晶和硬質(zhì)點(diǎn)生成，減少能耗，提聞多晶娃鑄淀生廣得料率和降低生廣成本。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0021](I)結(jié)構(gòu)簡單 ，只需要對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)做較少的改動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)本裝置。
[0022](2)有利于保護(hù)坩堝底部鋪設(shè)的籽晶，側(cè)邊絕熱條的使用能降低熔化階段的熱交換臺的溫度，有利于準(zhǔn)單晶娃鑄淀和聞效多晶鑄淀中桿晶的控制。
[0023](3)有利于長晶過程中溫度場的控制，晶體的生長界面較為平整，減少鑄錠過程中的微晶和硬質(zhì)點(diǎn)的出現(xiàn)概率。
[0024](4)能耗低，熱交換臺周邊保溫條和絕熱條的使用減少了鑄錠過程中熱量的散失，能減少鑄錠過程中的能耗，降低生產(chǎn)成本。
[0025]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型的鑄錠爐熱場結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是圖1中保溫結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0028]圖3是保溫層的俯視圖；
[0029]圖4是保溫層的前視圖。
[0030]在圖中
[0031]1-隔熱籠；2_加熱器；3_石墨護(hù)板；4_ ?甘禍；5_娃淀；6_石墨底板；7_保溫條；8-絕熱條；9_熱交換臺本體；10_保溫底板。

【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1:
[0033]選用G5鑄錠爐進(jìn)行鑄錠，石英坩堝置于石墨底板上，將厚度為18mm的單晶硅塊籽晶鋪設(shè)于石英坩堝底部，之后裝入多晶硅原料，裝好后送入鑄錠爐內(nèi)。側(cè)邊絕熱條選用硬氈材料，長度與熱交換臺相同，約為880mm,寬度和厚度分別為140mm和25mm,用石墨螺栓固定在熱交換臺上，其結(jié)構(gòu)如附圖2所示。抽真空后運(yùn)行鑄錠工藝，完成鑄錠過程。硅錠開方后檢測，籽晶保持完整，且界面平整。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]選用G6鑄淀爐進(jìn)行鑄淀,石英?甘禍置于石墨底板上,將厚度為25mm的多晶塊桿晶鋪設(shè)于石英坩堝底部，之后裝入多晶硅原料，裝好后送入鑄錠爐內(nèi)。側(cè)邊絕熱條選用軟氈材料，長度與熱交換臺相同，約為1040mm,寬度和厚度分別為40mm和1mm,用石墨螺栓固定在熱交換臺上。抽真空后運(yùn)彳丁鑄徒工藝，完成鑄徒過程。娃徒開方后檢測，桿晶保持完整，且界面平整。
[0036]實(shí)施例3:
[0037]選用G6鑄錠爐進(jìn)行鑄錠，石英坩堝置于石墨底板上，先在坩堝底部鋪設(shè)1Kg多晶碎片料，之后裝入多晶硅原料，裝好后送入鑄錠爐內(nèi)。側(cè)邊絕熱條選用軟氈材料，長度與熱交換臺相同，約為1040mm,寬度和厚度分別為200mm和5mm,用石墨螺栓固定在熱交換臺上。抽真空后運(yùn)行鑄錠工藝，完成鑄錠過程。硅錠開方后檢測，硅錠中未見微晶和硬質(zhì)點(diǎn)。
[0038]實(shí)施例4:
[0039]選用G7鑄錠爐進(jìn)行鑄錠，石英坩堝置于石墨底板上，先在坩堝底部鋪設(shè)1Kg多晶碎片料，之后裝入多晶硅原料，裝好后送入鑄錠爐內(nèi)。側(cè)邊絕熱條選用硬氈材料，長度與熱交換臺相同，約為1210mm,寬度和厚度分別為10mm和40mm,用石墨螺栓固定在熱交換臺上。抽真空后運(yùn)行鑄錠工藝，完成鑄錠過程。硅錠開方后檢測，硅錠中未見微晶和硬質(zhì)點(diǎn)。
[0040]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多晶硅鑄錠爐用熱交換臺，其特征在于，包括熱交換臺本體(9)，該熱交換臺本體(9)上設(shè)有石墨底板(6)，石墨底板(6)上設(shè)有坩堝(4);所述坩堝(4)側(cè)壁裝有石墨護(hù)板(3);所述熱交換臺本體(9)的上部與下部設(shè)有保溫層，所述熱交換臺本體(9)的側(cè)壁設(shè)有絕熱層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐用熱交換臺，其特征在于，所述絕熱層為由低于石墨材料的導(dǎo)熱系數(shù)的絕熱材料制成的絕熱條(8 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠爐用熱交換臺，其特征在于，所述熱交換臺本體(9)與設(shè)在其上部和下部的保溫層組裝后的長度不超過所述石墨底板(6)的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅鑄錠爐用熱交換臺，其特征在于，所述熱交換臺本體(9)和所述絕熱條(8)的組裝后的長度不超過所述石墨底板(6)的長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅鑄錠爐用熱交換臺，其特征在于，所述絕熱條(8)的寬度不超過所述熱交換臺本體(9)與保溫底板(10)之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅鑄錠爐用熱交換臺，其特征在于，所述絕熱條(8)的長度為 870mm-1200mm,寬度為 40mm-200mm,厚度為 5mm-40mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的多晶硅鑄錠爐用熱交換臺，其特征在于，所述絕熱層與熱交換臺本體(9)之間通過石墨螺栓固定在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的多晶硅鑄錠爐用熱交換臺，其特征在于，所述熱交換臺本體(9)為石墨制成的交換臺。
9.一種多晶硅鑄錠爐，包括保溫底板(10)和隔熱籠(I);其特征在于，所述保溫底板(10)和隔熱籠(I)圍成的保溫空間內(nèi)設(shè)有如權(quán)利要求廣8之一所述的熱交換臺。
【文檔編號】C30B28/06GK203976975SQ201420412670
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】明亮, 譚曉松, 段金剛, 黃 俊, 瞿海斌, 陳國紅 申請人:湖南紅太陽光電科技有限公司