一种侧部加热器可移动的铸锭炉及铸锭生产工艺.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(10)申请公布号CNCN103572365103572365A(43)申请公布日2014.02.12(21)申请号201310547113.9(22)申请日2013.11.06(71)申请人青岛隆盛晶硅科技有限公司地址266234山东省青岛市即墨市普东镇太阳能产业基地(72)发明人王峰李鹏廷谭毅任世强熊华江安广野姜大川(51)Int.Cl.C30B11/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称一种侧部加热器可移动的铸锭炉及铸锭生产工艺(57)摘要本发明属于多晶硅铸锭领域，特别涉及一种侧部加热器可移动的铸锭炉及铸锭生产工艺。其装置包括炉体，炉体内有石英坩埚，石英坩埚的外壁由内向外依次环绕有侧部加热器和保温碳毡，石英坩埚上方固定安装有顶部加热器，石英坩埚下方安装有热交换块，侧部加热器沿环绕方向上等距安装有导热杆，导热杆的另一端与炉体外顶部的电极棒固定相连。其工艺包括装料抽真空，加氩气升压，加热使硅料熔化，晶体长晶，退火保温及冷却降温，加热阶段和硅料熔化阶段，侧部加热器在石英坩埚的竖直方向上做往复运动；长晶过程中，侧部加热器保持在石英坩埚中部；退火保温阶段，侧部加热器保持在石英坩埚下部。本发明能够使铸锭生产成本降低5%。CN103572365ACN1035726ACN103572365A权利要求书1/1页1.一种侧部加热器可移动的铸锭炉，包括炉体，炉体内有石英坩埚，石英坩埚的外壁由内向外依次环绕有侧部加热器和保温碳毡，石英坩埚上方固定安装有顶部加热器，石英坩埚下方安装有热交换块，其特征在于侧部加热器沿环绕方向上等距安装有导热杆，导热杆的另一端与炉体外顶部的电极棒固定相连。2.根据权利要求1所述的一种侧部加热器可移动的铸锭炉，其特征在于：导热杆有3～9根。3.一种采用权利要求1所述的侧部加热器可移动的铸锭炉的铸锭生产工艺，包括装料抽真空，加氩气升压，加热使硅料熔化，晶体长晶，退火保温及冷却降温，其特征在于加热阶段和硅料熔化阶段，侧部加热器在石英坩埚的竖直方向上做往复运动；长晶过程中，侧部加热器保持在石英坩埚中部；退火保温阶段，侧部加热器保持在石英坩埚下部。4.根据权利要求3所述的一种采用侧部加热器可移动的铸锭炉的铸锭生产工艺，其特征在于侧部加热器往复运动范围为石英坩埚底部到石英坩埚中部。5.根据权利要求3所述的一种采用侧部加热器可移动的铸锭炉的铸锭生产工艺，其特征在于加热阶段的侧部加热器在竖直方向上运动速度为80～250mm/min，加热时间为5～8h。6.根据权利要求3所述的一种采用侧部加热器可移动的铸锭炉的铸锭生产工艺，其特征在于熔化阶段的侧部加热器在竖直方向上运动速度为60～130mm/min，加热时间为8～12h。2CN103572365A说明书1/4页一种侧部加热器可移动的铸锭炉及铸锭生产工艺技术领域[0001]本发明属于多晶硅铸锭领域，特别涉及一种侧部加热器可移动的铸锭炉及铸锭生产工艺。背景技术[0002]多晶硅是单质硅的一种形态，熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，这些晶粒接合起来便形成多晶硅。在太阳能光伏工业中生产太阳能光伏产品的工艺包括多晶硅铸锭、切割成片、制成电池片和封装为太阳能组件，可见多晶硅铸锭是太阳能光伏工业的重要组成部分，是生产太阳能光伏产品的首个环节。其中多晶硅铸锭工艺是采用多晶硅铸锭炉完成的，其包括步骤：1）对单质硅进行加热，直至单质硅熔化；2）冷却使熔融的单质硅凝固，进行长晶；3）退火处理，并冷却。[0003]目前，铸锭生产中，普遍采用的是加热器固定的铸锭炉，顶部加热器和侧部加热器与坩埚的相对位置也是固定的，这就导致了加热器对于石英坩埚的直接加热区域也是固定的，石英坩埚的下半部分温度主要依靠上半部分硅料的热传导来实现，因而熔化时间和退火时间较长。同时，传统工艺的设备中，电极棒是固定安装炉体上的，在加热器和电极之间的连接处容易断裂。[0004]综上，传统工艺的热场温度分布不均匀，从而导致铸锭质量下降，光电转换效率降低。发明内容[0005]本发明克服上述不足问题，提供一种侧部加热器可移动的铸锭炉及铸锭生产工艺，通过导热杆来控制侧部加热器，使侧部加热器在竖直方向上做往复运动，从而调节热场温度；基于该装置，在铸锭的加热阶段和硅料熔化阶段、长晶过程及退火阶段调节侧部加热器相对石英坩埚的位置，来实现对温度分布的有效控制，充分利用能量，从而实现高效铸锭。[0006]本发明为实现上述目的所采用的一种侧部加热器可移动的铸锭炉，包括炉体，炉体内有石英坩埚，石英坩埚的外壁由内向外依次环绕