一种水致冷铸锭炉及其铸锭工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103451726A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103451726103451726A(43)申请公布日2013.12.18(21)申请号201310377948.4(22)申请日2013.08.27(71)申请人天威新能源控股有限公司地址610000四川省成都市双流县西南航空港经济开发区天威路1号（三星镇）(72)发明人林洪峰李书森冯媛刘兴翀兰洵龙巍赵秀生(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人谢敏(51)Int.Cl.C30B28/06(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3页附图3页(54)发明名称一种水致冷铸锭炉及其铸锭工艺(57)摘要本发明公开了一种水致冷铸锭炉及其铸锭工艺，在热交换台（11）的下端设置水冷盘（13），且水冷盘（13）位于底部加热器（7）的下端，水冷盘（13）内设流腔，并设置进水口（9）和出水口（10），进水口（9）和出水口（10）通过流腔连通，进水口（9）和出水口（10）还分别连通炉体（1）外端。本发明的有益效果是：本装置采用水冷代替了原有提升隔热笼进行降温的方式，从而解决了因提升隔热笼，侧面散热，导致坩埚径向存在热量的传递，影响柱状晶的形成；也避免了隔热笼体在提升过程中与隔热笼顶部摩擦，产生碳粉尘，易进入坩埚，增加硅锭的碳杂质含量，引起晶格畸变。CN103451726ACN10345726ACN103451726A权利要求书1/1页1.一种水致冷铸锭炉，包括炉体（1）、设置在炉体内的隔热笼（3）以及设置在隔热笼（3）中热交换台（11），所述的热交换台（11）上放置有一个坩埚（4），所述的坩埚（4）的顶端及四周分布有加热器，热交换台（11）的下端设置有底部加热器（7），其特征在于：所述的热交换台（11）的下端设置有水冷盘（13），且水冷盘（13）位于底部加热器（7）的下端，水冷盘（13）内设流腔，并设置进水口（9）和出水口（10），进水口（9）和出水口（10）通过流腔连通，进水口（9）和出水口（10）还分别连通炉体（1）外端。2.根据权利要求1所述的一种水致冷铸锭炉，其特征在于，所述的水冷盘（13）和底部加热器（7）之间设置有绝热固化毡（8）。3.根据权利要求1或2所述的一种水致冷铸锭炉，其特征在于，所述的底部加热器（7）的上下两面都覆有一层立方氮化硼（12）。4.根据权利要求1所述的一种水致冷铸锭炉，其特征在于，所述的热交换台（11）通过支柱（14）进行固定，所述的支柱（14）的一端安装在热交换台（11）的底面，另一端穿过隔热笼（3）安装在炉体（1）的底部。5.根据权利要求1所述的一种水致冷铸锭炉，其特征在于，所述的坩埚（4）的周边和下端设置有石墨护板（5）。6.根据权利要求1所述的一种水致冷铸锭炉，其特征在于，所述的热交换台（11）采用石墨制成。7.根据权利要求1所述的一种水致冷铸锭炉，其特征在于，所述的坩埚（4）的顶端、四周的加热器以及底部加热器（7）均采用石墨制成。8.水致冷铸锭炉的铸锭工艺，包括抽真空阶段、加热阶段、熔化阶段、长晶阶段、退火及冷却阶段，其特征在于，在长晶阶段时，关闭底部加热器（7），打开水冷盘（13）上的进水口（9）的闸门和出水口（10）的闸门，向水冷盘（13）通入冷却水，对坩埚（4）进行冷却，其中冷却水的温度保持在24℃，其流量为100-500L/m，直到长晶完成；在退火及冷却阶段时，继续向水冷盘（13）通入冷却水，并控制冷却水流量为120-130L/m。2CN103451726A说明书1/4页一种水致冷铸锭炉及其铸锭工艺技术领域[0001]本发明涉及到一种多晶硅铸锭炉，特别是涉及到一种水致冷铸锭炉及其铸锭工艺。背景技术[0002]多晶硅铸锭炉是光伏领域中多晶硅生产的主要设备，其工作过程是将掺杂物和多晶硅料在真空、高温状态下，再加入惰性保护气体，经过加热、熔化、定向结晶、退火和冷却几个阶段后长成有一定晶体生长方向的多晶硅锭。[0003]现有的铸锭过程中，采用顶部和侧部加热器控制热场分布，在熔化和长晶阶段采取一升降装置提升隔热笼体的方法来降低硅料熔化速度和控制长晶速度，退火阶段再次提高隔热笼体，使热量一部分通过坩埚底部石墨块热传递带走，一部分通过打开的隔热笼辐射发散出去。[0004]但上述的方法存在很多问题。首先，提升隔热笼体，侧面散热，导致坩埚径向存在热量的传递，径向传热产生径向温度梯度并导致在坩埚壁附近容易形核，该晶核会随着径向传热的进行而不断长大，垂直梯度和径向梯度双重作用造成晶粒非垂直生长，而是呈现从侧壁向中心斜向上生长，从而产生大量晶核，影响柱状晶的形成，同时，大量晶核易使硅锭存在大量的晶