一种多晶硅铸锭炉及其快速铸锭工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103397380A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103397380103397380A(43)申请公布日2013.11.20(21)申请号201310363228.2(22)申请日2013.08.20(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)发明人谭毅王峰李鹏廷熊华江刘东雷安广野姜大川(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1页附图1页(54)发明名称一种多晶硅铸锭炉及其快速铸锭工艺(57)摘要本发明属于多晶硅铸锭领域，特别涉及一种多晶硅铸锭炉及其快速铸锭工艺。一种多晶硅铸锭炉，保温套筒下部沿环形方向上等距开有侧部通气口。一种采用多晶硅铸锭炉的快速铸锭工艺，包括晶体长晶过程中，保持出气口为打开状态，通过顶部进气口和侧部通气口的下端口向炉体内通入氩气；在退火阶段，保持出气口为打开状态，由顶部进气口、侧部通气口的上端口和中端口通入氩气，在保温阶段关闭所有侧部通气口；在冷却降温阶段，将出气口、顶部进气口和全部的侧部通气口打开，使其温度降低到350～400℃后取出硅锭。优点：通过侧部通气口来选择降温点以及有效地控制降温速率，从而减少位错；同时采用该装置及方法，能够使生产周期降低15%。CN103397380ACN103978ACN103397380A权利要求书1/1页1.一种多晶硅铸锭炉，炉体（2）外壁上端安装有顶部进气口（1），下端安装有出气口（9），炉体（2）内放置有石英坩埚（5），石英坩埚（5）外壁由内向外依次环绕有加热器（4）和保温套筒（3），石英坩埚（5）底部依次安装有热交换块（6）和隔热板（7），其特征在于保温套筒（3）下部沿环形方向上等距开有侧部通气口（8）。2.根据权利要求1所述的所述的一种多晶硅铸锭炉，其特征在于保温套筒（3）下部均匀设置有3～10组沿环形方向上等距的侧部通气口（8）。3.根据权利要求1或2所述的所述的一种多晶硅铸锭炉，其特征在于每组沿环形方向上等距开有2～10个侧部通气口（8），每个侧部通气口（8）的直径为30～50mm。4.一种权利要求1所述的采用多晶硅铸锭炉的快速铸锭工艺，包括装料抽真空，加氩气升压，升温保温使硅料熔化，晶体长晶，退火保温及冷却降温；其特征在于晶体长晶过程中，保持出气口（9）为打开状态，通过顶部进气口（1）和侧部通气口（8）的下端口向炉体内通入氩气；在退火阶段，保持出气口（9）为打开状态，由顶部进气口（1）、侧部通气口（1）的上端口和中端口通入氩气，在保温阶段关闭所有侧部通气口（8）；在冷却降温阶段，将出气口（9）、顶部进气口（1）和全部的侧部通气口（8）打开，使其温度降低到350～400℃后取出硅锭。5.根据权利要求4所述的一种采用多晶硅铸锭炉的快速铸锭工艺，其特征在于所述的长晶过程中，炉体（2）内压力保持在50～70kPa。6.根据权利要求4所述的一种采用多晶硅铸锭炉的快速铸锭工艺，其特征在于所述的长晶过程中侧部通气口下端口流量为10～20L/min。7.根据权利要求4所述的一种采用多晶硅铸锭炉的快速铸锭工艺，其特征在于所述的退火保温阶段打开侧部通气口（1）的上端口和中端口，上端口流量为5～8L/min，且保证上端口的气体流量大于中端口的气体流量。8.根据权利要求4所述的一种采用多晶硅铸锭炉的快速铸锭工艺，其特征在于所述的冷却降温阶段，当铸锭温度在800℃以上时，侧部通气口（8）上的每个端口通入氩气流量为4～6L/min；当铸锭温度在800℃以下时，每个端口通入氩气流量为10～15L/min；温度降低到350～400℃以下取出硅锭。9.根据权利要求4所述的一种采用多晶硅铸锭炉的快速铸锭工艺，其特征在于所述的冷却降温阶段炉体内压力保持在80～100kPa。2CN103397380A说明书1/4页一种多晶硅铸锭炉及其快速铸锭工艺技术领域[0001]本发明属于多晶硅铸锭领域，特别涉及一种多晶硅铸锭炉及其快速铸锭工艺。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，整个铸锭生