本實(shí)用新型涉及太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型半熔法多晶硅鑄錠用保溫裝置。

背景技術(shù)：

目前，太陽能光伏行業(yè)使用的多晶硅的制備方法中，定向凝固法由于其產(chǎn)出的硅錠單爐重量大、平均能耗低而得到廣泛應(yīng)用。在利用定向凝固法進(jìn)行多晶硅鑄造時(shí)，需要使用石英坩堝盛裝硅原料，將裝好硅料的坩堝裝入鑄錠爐中進(jìn)行加熱，完成熔化和定向凝固生長(zhǎng)多晶硅的過程。為了提高硅錠質(zhì)量，常采用半熔法多晶硅鑄錠技術(shù)。

采用半熔法多晶硅鑄錠時(shí)，會(huì)在坩堝底部鋪設(shè)一層特定形貌的硅料作為籽晶層。加熱化料時(shí)，硅料自上向下熔化。通過控制硅料熔化速度，可以保留部分籽晶層不熔化，再進(jìn)一步降溫開始生長(zhǎng)多晶。由于硅錠底部有籽晶層，所得硅錠位錯(cuò)密度低、雜質(zhì)含量少，最終制得的電池片光電轉(zhuǎn)換效率較高。

在一般的鑄錠爐內(nèi)，由于熱場(chǎng)設(shè)計(jì)的原因，籽晶層的邊部溫度較高，中央溫度較低，固液界面為向上的凸界面。這樣在半熔法多晶硅鑄錠時(shí)，籽晶層若熔化過多則會(huì)使得邊部的籽晶完全熔化，邊部硅方的質(zhì)量降低。籽晶層若保留太多，則會(huì)使得硅錠中剩余籽晶高度太高，而籽晶層是無法加工為硅片的，這樣硅方的得率降低，硅片的成本會(huì)升高。

理想的固液界面應(yīng)為平界面。為改善固液界面形狀，通常可采用改變頂/側(cè)加熱器的功率比、在坩堝側(cè)面加保溫條等方案。但是，改變加熱器功率比的方法成本較高，且不利于半熔法-全熔法工藝的切換。而在坩堝側(cè)面加保溫條的方法，則每次運(yùn)行都得重新安裝，物料、人工成本高，在硅料溢流時(shí)存在安全風(fēng)險(xiǎn)。而且，這些方案都難以達(dá)到理想的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、方便使用、可降低材料損耗、減少人工、安全性高、提高籽晶保護(hù)效果、提高工作效率的新型半熔法多晶硅鑄錠用保溫裝置。

本實(shí)用新型的上述目的通過以下措施來實(shí)現(xiàn)：一種新型半熔法多晶硅鑄錠用保溫裝置，其特征在于：它為一用于安裝在多晶硅鑄錠爐內(nèi)底部保溫板上的框體，所述框體采用保溫材料制成，所述框體位于保溫板的中部，且所述框體的中軸線和保溫板的中軸線位于同一直線上，所述框體處于用于承托坩堝的熱交換塊(DS塊)的正下方，熱交換塊的支柱位于所述框體內(nèi)，所述坩堝的投影線從上方射向下方的正投影區(qū)域被圍括在所述框體中。

本實(shí)用新型為設(shè)置在多晶硅鑄錠爐內(nèi)底部保溫板上的框體，其帶來的技術(shù)效果是：首先，可通過改變熱場(chǎng)內(nèi)的輻射和氣流情況，從而減少坩堝底部中間散熱，加速坩堝底部側(cè)面的散熱，使得坩堝底部側(cè)面和中間的溫差降低，能獲得更平整的固液界面，使得籽晶層更完整從而提高硅錠質(zhì)量和產(chǎn)量；其次，本實(shí)用新型安裝完成后不需要拆卸，可以連續(xù)使用，操作方便，降低了材料的損耗和工時(shí)；再次，使用本實(shí)用新型不會(huì)影響熱場(chǎng)中其他部件的完整性，不存在安全性風(fēng)險(xiǎn)，不使用時(shí)可方便移除，便于不同鑄錠工藝的切換，也可與其他籽晶保護(hù)方案同時(shí)應(yīng)用。對(duì)于提高半熔法多晶硅鑄錠產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本具有重要意義。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述框體是由四根相同的保溫條首尾相連而構(gòu)成的正方形框體，與坩堝的正方形的橫截面相適應(yīng)。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，相鄰兩根保溫條通過可拆卸連接結(jié)構(gòu)相連。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，相連接的兩根保溫條中的其中一根的首端通過固定部件固定在另一根保溫條的尾端的側(cè)面上構(gòu)成所述的可拆卸連接結(jié)構(gòu)，從而使四根保溫條連接成一體。

作為本實(shí)用新型的實(shí)施方式，所述保溫條的長(zhǎng)度為750～1050mm，寬度為10～80mm，高度為40～200mm，保溫條的尺寸可根據(jù)多晶硅鑄錠爐的尺寸、DS塊和保溫板之間的距離、使用效果進(jìn)行調(diào)節(jié)。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述保溫條采用石墨碳?xì)只蚰突鸫u制成，也可以采用其它保溫材料制作而成?？筛鶕?jù)實(shí)際情況，改變保溫條的長(zhǎng)、寬、高和材質(zhì)，從而調(diào)節(jié)使用效果。

作為本實(shí)用新型的推薦實(shí)施方式，所述固定部件采用剛玉管或鉬絲，剛玉管和鉬絲可耐溫1500度以上，同時(shí)價(jià)格比較低廉，也可以選擇其它能夠耐溫1500度以上的材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯著的效果：

⑴本實(shí)用新型為設(shè)置在多晶硅鑄錠爐內(nèi)底部保溫板上的框體，可通過改變熱場(chǎng)內(nèi)的輻射和氣流情況，從而減少坩堝底部中間散熱，加速坩堝底部側(cè)面的散熱，使得坩堝底部側(cè)面和中間的溫差降低，從而使得固液界面從原來的凸界面變得更平整，能夠保護(hù)半熔法多晶硅鑄錠中的籽晶層，使得籽晶層更完整從而提高硅錠質(zhì)量和產(chǎn)量。

⑵本實(shí)用新型安裝完成后不需要拆卸，設(shè)置好后不用每爐拆裝、調(diào)整，可以連續(xù)使用，操作方便，降低了材料的損耗和工時(shí)。

⑶使用本實(shí)用新型不會(huì)影響熱場(chǎng)中其他部件的完整性和強(qiáng)度，不存在安全性風(fēng)險(xiǎn)，不使用時(shí)可方便移除，便于不同鑄錠工藝的切換，也可與其他籽晶保護(hù)方案同時(shí)應(yīng)用。對(duì)于提高半熔法多晶硅鑄錠產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本具有重要意義。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型的俯視示意圖；

圖2是本實(shí)用新型安裝在多晶硅鑄錠爐內(nèi)底部保溫板上的側(cè)視示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和2所示，是本實(shí)用新型一種新型半熔法多晶硅鑄錠用保溫裝置1，適用于定向凝固法生產(chǎn)多晶硅的半熔工藝過程，它位于多晶硅鑄錠爐的下爐體(圖中未畫出)內(nèi)，它為一用于安裝在多晶硅鑄錠爐內(nèi)底部保溫板2上的框體，該框體采用保溫材料制成，在本實(shí)施例中，框體是由四根相同的保溫條11首尾相連而形成的正方形框體，每根保溫條的橫截面為長(zhǎng)方形，在本實(shí)施例中，保溫條11的長(zhǎng)度為1000mm，寬度為40mm，高度為80mm，保溫條11采用石墨碳?xì)种瞥伞？蝮w位于保溫板2的中部，且框體的中軸線和保溫板2的中軸線位于同一直線上，即各保溫條11到保溫板2的相對(duì)應(yīng)各邊的距離相等，框體處于用于承托坩堝的熱交換塊3的正下方，熱交換塊3的支柱31位于框體內(nèi)，坩堝的投影線從上方射向下方的正投影區(qū)域被圍括在框體中，熱交換塊3與框體之間具有空隙4。

相鄰兩根保溫條11之間通過可拆卸連接結(jié)構(gòu)相連，相連接的兩根保溫條11中的其中一根的首端通過固定部件固定在另一根保溫條的尾端的側(cè)面構(gòu)成可拆卸連接結(jié)構(gòu)，從而使四根保溫條11連接成一體。在本實(shí)施例中，固定部件采用直徑為2mm的剛玉管。

本實(shí)用新型的安裝過程是：選取四根長(zhǎng)度為1000mm，寬度為40mm，高度為80mm的保溫條，置于多晶硅鑄錠爐底部的保溫板上，將四根保溫條首尾拼接成正方形框，接頭處采用直徑為2mm的剛玉管固定。調(diào)整保溫裝置的位置，使其對(duì)稱置于保溫板上，即各保溫條到保溫板的相對(duì)應(yīng)各邊的距離相等。向多晶硅鑄錠爐內(nèi)裝入坩堝和原料，按半熔法鑄錠工藝完成多晶硅鑄造過程。

在其它實(shí)施例中，保溫條的長(zhǎng)度為750～1050mm，寬度為10～80mm，高度為40～200mm；保溫條除了采用石墨碳?xì)种瞥?，也可以采用耐火磚制成，還可以采用其它保溫材料制作而成，保溫條的尺寸可根據(jù)多晶硅鑄錠爐的尺寸、DS塊和保溫板之間的距離、使用效果進(jìn)行調(diào)節(jié)?？筛鶕?jù)實(shí)際情況，改變保溫條的長(zhǎng)、寬、高和材質(zhì)，從而調(diào)節(jié)使用效果；固定部件除了采用剛玉管，也可以采用鉬絲，還可以采用其它耐溫1500度以上的材料。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，根據(jù)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實(shí)用新型的可拆卸連接結(jié)構(gòu)、框體的形狀及材質(zhì)、保溫條的尺寸、固定部件的具體形式等還具有其它的實(shí)施方式。因此本實(shí)用新型還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。