一种多晶硅铸锭炉及其铸锭方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103343387A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103343387103343387A(43)申请公布日2013.10.09(21)申请号201310299798.X(22)申请日2013.07.17(71)申请人英利能源（中国）有限公司地址071051河北省保定市朝阳北大街3399号(72)发明人潘家明陈艳涛田伟华(74)专利代理机构石家庄国为知识产权事务所13120代理人陆林生(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2页附图2页(54)发明名称一种多晶硅铸锭炉及其铸锭方法(57)摘要本发明公开了一种多晶硅铸锭炉及其铸锭方法，涉及制备具有一定结构的均匀多晶硅装置技术领域。所述铸锭炉包括炉体隔热层、顶部加热器、石英坩埚、散热台和散热窗口，还包括底部加热器，所述底部加热器位于所述散热台的下侧。底部加热器同顶部加热器采用独立变压器控制，同顶部加热器区分开来调整，底部加热器额定功率在5kw至100kw，在铸锭炉运行过程中的加热、熔化段开启，硅液结晶过程中完全关闭，从而在硅料熔化迅速提高坩埚底部硅料温度，减小硅料熔化时长，提高铸锭炉产能。CN103343387ACN103487ACN103343387A权利要求书1/1页1.一种多晶硅铸锭炉，包括炉体隔热层（1）、顶部加热器（2）、石英坩埚（3）、散热台（4）和散热窗口（5），其特征在于还包括底部加热器（6），所述底部加热器（6）位于所述散热台（4）的下侧。2.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭炉，其特征在于所述底部加热器（6）包括公共端（61）、A相电极（62）、B相电极（63）、C相电极（64）和加热器（65），所述A相电极、B相电极和C相电极通过加热器（65）与所述公共端（61）连接。3.一种多晶硅铸锭炉铸锭方法，包括加热、熔化、定向结晶、退火和冷却步骤，其特征在于所述加热步骤为：（1）时长9-11分钟，设定顶部加热器功率输出10%，设定底部加热器功率输出10%，真空模式，进气为零，对加热器进行预热；（2）时长30分钟至60分钟，设定顶部加热器输出功率30kw，设定底部加热器输出功率15kw，真空模式，进气为零，加热器在设定时间内到达设定值，逐步缓慢提高加热器功率，避免加热器升温过快；（3）时长30分钟至90分钟，设定顶部加热器输出功率55kw，底部加热器输出功率25kw，真空模式，进气为零，加热器在设定时间内到达设定值，逐步缓慢提高加热器功率，避免加热器升温过快；（4）时长30分钟至90分钟，设定顶部加热器输出功率70kw，设定底部加热器输出功率35kw，真空模式进气为零；（5）时长2小时至4小时，维持顶部加热器功率70kw，并维持底部加热器功率35kw，真空模式进气为零，工艺设定时间内当热场内顶部测温点温度到达1150°C±30°C时，工艺程序跳入到熔化段工艺；所述熔化步骤为：（1）时长1小时至2小时，维持加热段最后跳转时温度值，底部加热器功率设定20kw，真空模式，使硅料内表面油脂等杂质挥发，通过抽空系统排出热场；（2）时长30分钟至60分钟，设定温度1300°C±30°C，气体模式，底部加热器功率设定35kw±15kw，工艺时间内热场内温度到达1300°C±30°C，向热场内冲入保护气体，气压到达50%至70%大气压；（3）时长1小时至2小时，设定温度1520°C±30°C，气体模式，底部加热器功率设定35kw±15kw，工艺时间内热场内温度到达1520°C±30°C，本步骤结束，热场内温度到达最大值；（4）时长5小时至8小时，维持热场内最大温度不变，底部加热器功率设定35kw±15kw，直至全部硅料完全熔化，熔化段运行工艺结束；结晶步骤，底部加热器关闭，只开启顶部加热器维持硅液顶部液面温度。2CN103343387A说明书1/4页一种多晶硅铸锭炉及其铸锭方法技术领域[0001]本发明涉及制备具有一定结构的均匀多晶硅装置技术领域。背景技术[0002]目前光伏行业发展迅速，多晶铸锭炉由于其产能高，铸造的多晶和类单晶硅锭质量稳定，在光伏发电行业得到广泛应用。多晶铸锭时将原生硅料承载在石英坩埚内，在铸锭炉内经过加热、熔化、定向结晶、退火、冷却五个工艺过程，最终使高纯多晶硅料生长成用于生产太阳能电池用的多晶硅锭。[0003]现有多晶铸锭炉内部热场加热器和底部散热方式已有很多种新型结构，不同厂家在设计热场时首先针对特殊铸锭工艺和铸锭方法来制定热场结构，多数厂家提供的铸锭炉采用顶部和侧部同时加热的加热方式来设计热场，少数厂家采用特殊的加热方式设计热场结构。如图3所示，是精功科技生产的500N型铸锭炉热