一种多晶硅铸锭炉及其坩埚.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102912414A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102912414A(43)申请公布日2013.02.06(21)申请号201210389622.9(22)申请日2012.10.15(71)申请人天津英利新能源有限公司地址301510天津市滨海新区津汉公路13888号滨海高新区滨海科技园日新道188号(72)发明人姜磊荣丹丹吕景记魏文秀杨杰(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人魏晓波(51)Int.Cl.C30B11/00(2006.01)C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图66页(54)发明名称一种多晶硅铸锭炉及其坩埚(57)摘要本发明公开了一种多晶硅铸锭炉，包括设于炉腔内的顶部加热器和侧面加热器，还包括设于炉腔内的中心加热器，以便对坩埚内的中部硅料进行加热。由于在多晶硅铸锭炉的炉腔中部安装有中心加热器，在顶部加热器和侧面加热器加热的同时，中心加热器也同时加热，可以快速提高坩埚内硅料的温度，同时缩短了坩埚内外侧硅料到中部硅料热传递的距离，减少了热传递时间，避免了因加热时间过长造成的能量损失。此外，中心加热器的设置还可以减小坩埚内中部硅料和外侧硅料的温度差，保证多晶硅铸锭的质量。本发明还公开了一种用于上述多晶硅铸锭炉的坩埚。CN10294ACN102912414A权利要求书1/1页1.一种多晶硅铸锭炉，包括设于炉腔内的顶部加热器和侧面加热器，其特征在于，还包括设于炉腔内的中心加热器，以便对坩埚内的中部硅料进行加热。2.如权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述中心加热器通过电极头和中心铜电极固定在上炉体上，所述电极头的下端与所述中心加热器固接，且其上端穿过顶部隔热层并与所述中心铜电极的下端固接；所述中心铜电极固装在所述上炉体上，且其上端连接电缆；所述中心加热器的内壁设有测温计，用于将中部温区的温度反馈至可编程控制器；所述可编程控制器用于控制中心加热器的加热时间。3.如权利要求2所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述电缆和所述中心铜电极的中心部分通纯水。4.如权利要求2所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述中心铜电极和所述电极头通过螺纹连接。5.如权利要求2所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述电极头通过石墨螺杆和石墨螺母与所述中心加热器固定连接。6.如权利要求2至5任一项所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述电极头与所述顶部隔热层之间设有陶瓷垫片。7.如权利要求2至5任一项所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述中心铜电极和所述上炉体之间设有绝缘层。8.如权利要求2至5任一项所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述中心加热器具有中空圆柱形结构。9.一种用于多晶硅铸锭炉的坩埚，其特征在于，所述坩埚的中心部位设有通孔，用于放置所述多晶硅铸锭炉的中心加热器。2CN102912414A说明书1/5页一种多晶硅铸锭炉及其坩埚技术领域[0001]本发明涉及多晶硅技术领域，特别是涉及一种多晶硅铸锭炉。此外，本发明还涉及一种用于上述多晶硅铸锭炉的坩埚。背景技术[0002]在多晶硅电池片的制作过程中，铸造多晶硅锭是一道重要的工艺，多晶硅铸锭的质量将直接影响太阳能电池的转换效率和质量。[0003]铸造多晶硅锭大致可以分为三个工序：喷涂-装料-铸锭。其中，喷涂工序用到的材料为氮化硅溶液和坩埚，坩埚通常用高纯的二氧化硅制成；氮化硅溶液用来喷涂到坩埚内壁上，其作用是将硅溶液和坩埚隔离，防止两者结合发生反应，造成粘锅现象。装料工序是将散碎的硅料按要求摆放在喷涂好氮化硅溶液的坩埚内。铸锭工序是将装好硅料的坩埚装入铸锭炉后，经过炉腔抽空、加热、熔化、长晶、退火、冷却后，完成硅锭的铸造。铸锭工序的每一阶段的热量提供均是由多晶硅铸锭炉提供的。[0004]请参考图1、图2和图3；图1为现有技术中坩埚的结构示意图；图2为现有技术中多晶硅铸锭炉在硅料熔化时的结构示意图；图3为现有技术中多晶硅铸锭炉在长晶阶段的结构示意图。[0005]从图中可以看出，多晶硅铸锭炉内设有顶部加热器101和侧面加热器102，顶部加热器101和侧面加热器102设为一体，通过顶部铜电极103与炉体固定，并且在炉体内设有测温装置，顶部加热器101和侧面加热器102提供热量，测温装置将温度反馈给可编程控制器，可编程控制器再将数据与多晶硅铸锭炉预先设定的程序进行对比，通过PID控制对加热器的控制来实现多晶硅铸锭的整个过程。在多晶硅锭铸造的整个过程中，顶部加热器101和侧面加热器102是通过热辐射的方式给坩埚200内的外侧硅料加热，而坩埚200内的中部硅料的升温则完全通过外侧硅料的热量传递来完成。[0006]上述多晶硅铸锭炉在硅锭的铸造过程