一种多晶硅铸锭炉热场结构.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CN112030227A(43)申请公布日2020.12.04(21)申请号201910400635.3(22)申请日2019.05.15(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)发明人周继承任雅青冯天舒(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.C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种多晶硅铸锭炉热场结构(57)摘要本发明涉及一种多晶硅铸锭炉热场结构，具有上炉体、下炉体，上炉体内设置有侧隔热笼和上保温板，下炉体内设置有底保温板、热交换块，装有硅原料的石英坩埚放置在石墨坩埚内，石墨坩埚置于热交换块上，石墨坩埚上方和侧方均设置有加热器，且加热器受同一电源控制。侧隔热笼靠近加热器侧装置耐高温发射率低的合金板，石墨坩埚外侧表面涂覆耐高温发射率高的涂层。加热时，侧隔热笼、底保温板、上保温板形成封闭空腔；硅晶体生长时，侧隔热笼缓慢上升，与底保温板分离。本发明在在多晶硅料熔化过程中能够缩短熔化时间，降低能耗，在多晶硅生长时能够避免坩埚侧形核长晶，减少晶体缺陷，提高电池的转换效率。CN112030227ACN112030227A权利要求书1/1页1.一种多晶硅铸锭炉热场结构，具有上炉体、下炉体，上炉体内设置有侧隔热笼和上保温板，下炉体内设置有底保温板、热交换块，装有硅原料的石英坩埚放置在石墨坩埚内，石墨坩埚置于热交换块上，石墨坩埚上方和侧方均设置有加热器，且加热器受同一电源控制，其特征在于：侧隔热笼靠近加热器侧装置耐高温发射率低的合金板，石墨坩埚外侧表面涂覆耐高温发射率高的涂层。2.根据权利要求书1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于：所述侧隔热笼靠近加热器侧的合金板的发射率为0.2～0.5，厚度为1～2mm，在温度为1600摄氏度的氩气环境中化学性质稳定且不与碳发生反应。3.根据权利要求书1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于：所述石墨坩埚外侧的涂层发射率为0.9～0.95，厚度为80～90μm，在温度为1600摄氏度的氩气环境中化学性质稳定且不与碳发生反应。2CN112030227A说明书1/2页一种多晶硅铸锭炉热场结构[0001]本发明属于太阳能光伏产业领域，涉及一种多晶硅铸锭炉热场结构。背景技术[0002]在现有多晶硅铸锭过程中，因为石英坩埚内侧温度低于硅液温度，导致硅在石英坩埚侧形核，从石英坩埚侧壁开始生长晶体，坩埚侧壁形核长的晶体与从坩埚底部长的晶体晶向不一致，从而增加了硅锭中的晶界和位错密度，因此有效的避免坩埚侧壁形核可以减少晶界、降低晶体中的位错密度，从而提高硅锭的质量和晶硅电池片的性能。[0003]另外现有的光伏行业需要降低成本和能耗，其中一个途径就是在相同的功率设置条件下缩短硅料熔化时间，如何缩短时间也与热场结构息息相关。[0004]因此通过合理的改造热场结构避免坩埚侧壁形核，缩短硅料熔化时间，降低能耗对于本领域具有重要意义。发明内容[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多晶硅铸锭炉热场结构，用于解决现有技术中侧壁形核，铸锭质量差，能耗高的问题。[0006]为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：[0007]一种多晶硅铸锭炉热场结构，具有上炉体、下炉体，上炉体内设置有侧隔热笼和上保温板，下炉体内设置有底保温板、热交换块，装有硅原料的石英坩埚放置在石墨坩埚内，石墨坩埚置于热交换块上，石墨坩埚上方和侧方均设置有加热器，且加热器受同一电源控制。侧隔热笼靠近加热器侧装置耐高温发射率低的合金板，合金板的发射率为0.2～0.5，厚度为1～2mm，在温度为1600摄氏度的氩气环境中化学性质稳定且不与碳发生反应。石墨坩埚外侧表面涂覆耐高温发射率高的涂层。石墨坩埚的涂层发射率为0.9～0.95，厚度为80～90μm，在温度为1600摄氏度的氩气环境中化学性质稳定且不与碳发生反应。[0008]与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过在侧隔热笼靠近加热器侧装置一个发射率低的合金板，在石墨坩埚外侧涂覆一层耐高温的具有高发射率的涂层，可以增加石墨坩埚与加热器间的辐射换热，同时通过合金板反射部分辐射热量以增强侧隔热笼的保温效果，一方面，这使得在加热和熔化过程中硅料可以吸收更多的热量，缩短硅料加热和熔化时间，从而减少能耗。另外一方面，这使得坩埚内侧温度高于硅液的温度，硅无法从坩埚处形核生长，从而减小了晶界、降低了晶体中的位错密度，提高硅锭的质量和晶硅电池片的性能。附图说明[0009]下面结合附图对本发明作进一步说明。[0010]图1是本发明结构示意图。[0011]其中