一种多晶硅铸锭炉用铸锭装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112981529A(43)申请公布日2021.06.18(21)申请号202110300558.1(22)申请日2021.03.22(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人周继承冯天舒(74)专利代理机构北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙)11562代理人王颖(51)Int.Cl.C30B29/06(2006.01)C30B28/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种多晶硅铸锭炉用铸锭装置(57)摘要本发明公开一种多晶硅铸锭炉用铸锭装置，包括石英坩埚，所述石英坩埚内部两侧可拆卸连接有石英板，所述石英坩埚顶部可拆卸连接有盖体，所述石英坩埚外部套设有石墨护板，所述石墨护板外部套设有加热器，所述石墨护板与所述加热器之间设有石墨炭毡套。本发明有效减少了硅晶体凝固膨胀时受到坩埚约束产生的热应力，缓解了硅锭四周位错的产生与增殖，并且，由于石英坩埚开口逐渐扩大，更利于硅锭脱模。在取出炉中硅锭，放置在环境中冷却时，热应力的减小使硅锭四周开裂的可能性减小。最终使得硅锭四周区域少子寿命提高，杂质含量降低，优化了太阳能电池的输出性能。CN112981529ACN112981529A权利要求书1/1页1.一种多晶硅铸锭炉用铸锭装置，其特征在于：包括石英坩埚(1)，所述石英坩埚(1)内部两侧可拆卸连接有石英板(5)，所述石英坩埚(1)顶部可拆卸连接有盖体(6)，所述石英坩埚(1)外部套设有石墨护板(2)，所述石墨护板(2)外部套设有加热器，所述石墨护板(2)与所述加热器之间设有石墨炭毡套(3)。2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉用铸锭装置，其特征在于：所述石英坩埚(1)底部两侧对称设置有若干限位条(4)，相邻所述限位条(4)构成的凹槽与所述石英板(5)底部可拆卸连接，所述石英板(5)顶部与所述石英坩埚(1)接触连接，所述石英板(5)与所述石英坩埚(1)侧壁之间填充有石墨(12)。3.根据权利要求2所述的多晶硅铸锭炉用铸锭装置，其特征在于：所述石英坩埚(1)内壁和石英板(5)上敷设有氮化硅涂层，所述氮化硅涂层自下而上逐渐变厚。4.根据权利要求2所述的多晶硅铸锭炉用铸锭装置，其特征在于：所述限位条(4)的高度为18‑22mm、宽度为3‑5mm、间距为5‑7mm，所述石英板(5)厚度为4‑6mm。5.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉用铸锭装置，其特征在于：所述石墨炭毡套(3)位于石墨护板(2)底部。6.根据权利要求5所述的多晶硅铸锭炉用铸锭装置，其特征在于：所述石墨炭毡套(3)由多段石墨炭毡段(7)构成，相邻所述石墨炭毡段(7)之间卡接。7.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉用铸锭装置，其特征在于：所述石墨炭毡套(3)高度为8‑12mm。8.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉用铸锭装置，其特征在于：所述加热器包括四块加热板(8)，四块所述加热板(8)与所述石墨护板(2)平行放置，相邻两所述加热板(8)之间通过斜加热板(9)固定。2CN112981529A说明书1/4页一种多晶硅铸锭炉用铸锭装置技术领域[0001]本发明涉及多晶硅铸锭生产技术领域，特别是涉及一种多晶硅铸锭炉用铸锭装置。背景技术[0002]定向凝固法是光伏行业制备太阳能晶体硅的主流技术。在定向凝固法中，先将多晶硅原料放入坩埚中并加热至熔融状态。熔化结束后通过坩埚底部散热的方式在熔体中形成从上向下的热流，使熔融硅从底部开始垂直向上生长，从而获得柱状晶体。[0003]而在硅熔体经过定向凝固转变为固态的过程中，体积增大、密度减小，硅锭温度分布不均匀，而硅锭与石英坩埚热膨胀系数差异较大，在硅锭形变和坩埚的约束作用下会产生热应力。最大应力常常出现在硅锭上部边角区域，造成硅晶粒之间的挤压，甚至导致硅锭与坩埚间的粘连，拆炉困难，硅锭四个边角常出现细碎裂纹及颗粒剥落。并且，在热应力的作用下，晶体内部的应力集中和缺陷部位将产生位错，位错和晶界为各种杂志提供了沉淀中心，成为了载流子复合中心，降低了多晶硅太阳电池的性能。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种多晶硅铸锭炉用铸锭装置，以解决上述现有技术存在的问题。[0005]为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多晶硅铸锭炉用铸锭装置，包括石英坩埚，所述石英坩埚内部两侧可拆卸连接有石英板，所述石英坩埚顶部可拆卸连接有盖体，所述石英坩埚外部套设有石墨护板，所述石墨护板外部套设有加热器，所述石墨护板与所述加热器之间设有石墨炭毡套。[0006]优选的，所述石英坩埚底部两侧对称设置有若干限位条，相邻所述限位条构成的凹槽与所述石英板底部可拆卸连接，所述石英板顶部与所述石英坩埚接触连接，所述石英板与所