專利名稱：一種鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鑄錠爐的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以降低能耗、調(diào)節(jié)長(zhǎng)晶固液界面的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電是目前發(fā)展最快的可持續(xù)能源利用的形式之一，近些年來在各國(guó)都得到了迅速的發(fā)展。目前，應(yīng)用最為普遍使用的是晶體硅太陽能電池，現(xiàn)有的晶體硅太陽能電池主要由多晶硅片制成。硅片的質(zhì)量在一定程度上決定了電池片的轉(zhuǎn)換效率，為降低發(fā)電成本、提高電池片轉(zhuǎn)換效率，提高硅片的質(zhì)量成為目前的主要任務(wù)之一。硅片的質(zhì)量主要由鑄錠過程中的長(zhǎng)晶步驟決定的。在現(xiàn)有的鑄錠爐中，由于長(zhǎng)晶時(shí)固液界面呈現(xiàn)W型，不利于邊緣鑄錠的排雜。并且在生長(zhǎng)鑄造單晶硅時(shí)，不利于單晶面積的擴(kuò)展。

實(shí)用新型內(nèi)容基于此，有必要提出一種可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)晶時(shí)固液界面以利于鑄錠排雜的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。一種鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括爐體、設(shè)于爐體內(nèi)的側(cè)隔熱籠及位于所述側(cè)隔熱籠中的熱交換塊，所述熱交換塊的底部的邊緣位置安裝有柔性保溫材料和/或所述側(cè)隔熱籠的底部向內(nèi)凸出的隔熱條上安裝有柔性保溫材料。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述柔性保溫材料為石墨軟氈。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱交換塊的底部的石墨軟氈環(huán)繞安裝于所述熱交換塊底部的四周。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述石墨軟氈下方還安裝有石墨硬氈。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述石墨軟氈或石墨硬氈通過螺栓固定在所述熱交換塊上。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱交換塊的底部的石墨軟氈距離側(cè)隔熱籠的距離為大于0.5cm,同時(shí)凸出熱交換塊邊沿的距離大于0.5cm。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述側(cè)隔熱籠的隔熱條上的石墨軟氈距離熱交換塊邊沿的距離為大于或等于0cm，同時(shí)凸出所述隔熱條距離大于0.5cm。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱交換塊與側(cè)隔熱籠底部的隔熱條之間的水平距離為4cm，所述石墨軟氈到熱交換塊邊沿的距離為2.8cm，所述石墨軟氈凸出隔熱條的距離為
1.2cm0在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱交換塊的底部的石墨軟氈距離側(cè)隔熱籠的距離為大于0.5cm,同時(shí)凸出熱交換塊邊沿的距離大于0.5cm ;所述側(cè)隔熱籠的隔熱條上的石墨軟氈距離熱交換塊邊沿的距離為大于或等于0cm，同時(shí)凸出所述隔熱條距離大于0.5cm。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱交換塊與側(cè)隔熱籠的水平距離為4cm，所述熱交換塊與側(cè)隔熱籠底部的隔熱條的水平距離為3cm，所述熱交換塊的底部的石墨軟氈凸出熱交換塊10的距離為1.5cm，到側(cè)隔熱籠2’的距離為2.5cm ;所述側(cè)隔熱籠的隔熱條上的石墨軟氈凸出隔熱條的距離為1cm，到熱交換塊邊沿的距離為2cm。上述鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)中，當(dāng)柔性保溫材料位于熱交換塊底部邊緣位置時(shí)，在加熱熔化階段，柔性保溫材料可以降低熱量通過熱交換塊側(cè)部的散失，溫度上升較快，可降低功率消耗；在長(zhǎng)晶階段，由側(cè)部散失的熱量減少，熱量主要通過熱交換塊中心部位散熱，使長(zhǎng)晶時(shí)固液界面為凸型，有利于提高鑄錠工藝的排雜能力。當(dāng)石柔性保溫材料位于側(cè)隔熱籠底部向內(nèi)凸出的隔熱條上時(shí)，在加熱熔化階段，由于側(cè)隔熱籠閉合，柔性保溫材料位于側(cè)隔熱籠底部，減少熱量散失，增強(qiáng)其保溫效果，降低功率消耗；在長(zhǎng)晶階段，隨著側(cè)隔熱籠的上升，柔性保溫材料逐漸接近熱交換塊，由熱交換塊的側(cè)部散失的熱量減少，熱量主要通過熱交換塊中部區(qū)域散熱，使長(zhǎng)晶時(shí)固液界面為凸型，有利于提高鑄錠工藝的排雜能力。當(dāng)熱交換塊底部及側(cè)隔熱籠底部均安裝有柔性保溫材料時(shí)，同樣地，在長(zhǎng)晶階段，由側(cè)部散失的熱量減少，熱量主要通過熱交換塊中部區(qū)域散熱，使長(zhǎng)晶時(shí)固液界面為凸型，有利于提高鑄錠的排雜能力。

圖1是實(shí)施例1的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，熱交換塊底部安裝有石墨軟氈；圖2是圖1的局部放大圖；圖3是實(shí)施例2的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，側(cè)隔熱籠底部的隔熱條上安裝有石墨軟氈；圖4是圖3的局部放大圖；圖5是實(shí)施例3的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，熱交換塊底部和側(cè)隔熱籠底部的隔熱條同時(shí)安裝石墨軟氈；圖6是圖5的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施方式。實(shí)施例1參見附圖1所示的鑄錠爐和附圖2中局部放大圖，包括上爐體1、側(cè)隔熱籠2、提升連桿3、頂隔熱板4、加熱器5、電極6、下爐體7、石墨支柱8、下隔熱板9、熱交換塊10、坩堝
11、樹禍護(hù)板12、石墨硬租13及石墨軟租14。上爐體I和下爐體7組合形成完整的爐體。側(cè)隔熱籠2由提升連桿3控制升降。頂隔熱板4和加熱器5通過電極6懸掛在上爐體I上并固定不動(dòng)。在下爐體7中，由石墨支柱8支撐下隔熱板9和熱交換塊10。石墨軟氈14環(huán)繞固定于熱交換塊10的底部四周。石墨硬氈13位于石墨軟氈14下方，二者通過螺栓固定至熱交換塊10。石墨硬氈13用于壓平石墨軟氈14。當(dāng)然石墨軟氈14可以直接用螺栓固定至熱交換塊10。石墨軟氈14距離側(cè)隔熱籠2的距離需大于0.5cm,同時(shí)凸出熱交換塊10邊沿的距離要大于0.5cm。例如，熱交換塊10與側(cè)隔熱籠2之間的水平距離一般為4cm，石墨軟氈14凸出熱交換塊10的距離可以為1cm，石墨軟氈14到側(cè)隔熱籠2的距離為3cm。在加熱階段，石墨軟氈14可以減少熱量通過熱交換塊10側(cè)部四周的散失，功率消耗減少，在長(zhǎng)晶階段，由于側(cè)部散失的熱量減少，熱量主要通過熱交換塊10中部區(qū)域散失，使長(zhǎng)晶時(shí)固液界面為凸型，有利于提高鑄錠工藝的排雜能力，雜質(zhì)在成品率中所占的比率降低了 1.1%?？梢岳斫?，石墨軟氈14也可以用其他柔性保溫材料替換。實(shí)施例2參見附圖3所示的鑄錠爐和附圖4中局部放大圖，其主要結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相似，熱交換塊10’位于下隔熱板9’上方，熱交換塊10’的底部安裝有石墨硬氈13’。與實(shí)施例1的區(qū)別在于:石墨軟氈14’是位于側(cè)隔熱籠2’底部向內(nèi)凸出的隔熱條15’上。石墨軟氈14’距離熱交換塊10’邊沿的距離需大于或等于0cm，同時(shí)凸出隔熱條15’距離要大于0.5cm。例如，熱交換塊10與側(cè)隔熱籠2底部的隔熱條15’之間的水平距離一般為4cm，石墨軟氈14’凸出隔熱條15’的距離可以為1.2cm，石墨軟氈到熱交換塊10’邊沿的距離為2.8cm。在加熱階段，由于側(cè)隔熱籠2’閉合，石墨軟氈14’位于側(cè)隔熱籠2’底部，在加熱熔化階段，可減少熱量散失，增強(qiáng)其保溫效果，降低功率消耗；在長(zhǎng)晶階段，隨著側(cè)隔熱籠2’的上升，石墨軟氈14’逐漸接近熱交換塊10’，由側(cè)部散失的熱量減少，熱量主要通過熱交換塊中部區(qū)域散熱，使長(zhǎng)晶時(shí)固液界面為凸型，有利于提高鑄錠工藝的排雜能力，雜質(zhì)在成品率中所占的比率降低了 1.3%?？梢岳斫猓洑?4’也可以用其他柔性保溫材料替換。實(shí)施例3參見附圖5所示的鑄錠爐和附圖6中局部放大圖，其主要結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相似，熱交換塊10’位于下隔熱板9’上方，熱交換塊10’的底部安裝有石墨硬氈13’和石墨軟氈14’，同時(shí)側(cè)隔熱籠2’底部向內(nèi)凸出的隔熱條15’上也安裝有石墨軟氈16’。石墨軟氈14’距離側(cè)隔熱籠2’的距離需大于0.5cm,同時(shí)凸出熱交換塊10’邊沿的距離要大于0.5cm ;石墨軟氈16’距離熱交換塊10’邊沿的距離需大于或等于0cm，同時(shí)凸出隔熱條15’距離要大于0.5cm。例如，熱交換塊10’與側(cè)隔熱籠2’的水平距離一般為4cm，與底部隔熱條15’的水平距離一般為3cm，則石墨軟氈14’凸出熱交換塊10’的距離可以為1.5cm，石墨軟氈14’到側(cè)隔熱籠2’的距離為2.5cm ;石墨軟氈16’凸出隔熱條15’的距離可以為1cm，石墨軟氈16’到熱交換塊10’邊沿的距離為2cm。在加熱階段，由于側(cè)隔熱籠2’閉合，石墨軟氈14’位于熱交換塊10’底部四周，可以降低熱量通過熱交換塊10’側(cè)部四周的散失；在長(zhǎng)晶階段，隨著側(cè)隔熱籠2’的上升，石墨軟氈16’逐漸接近熱交換塊10’和石墨軟氈14’，由側(cè)部散失的熱量減少，熱量主要通過熱交換塊中部區(qū)域散熱，使長(zhǎng)晶時(shí)固液界面為凸型，有利于提高鑄錠工藝的排雜能力，雜質(zhì)在成品率中所占的比率降低了 1.4%。可以理解，石墨軟氈14’也可以用其他柔性保溫材料替換。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括爐體、設(shè)于爐體內(nèi)的側(cè)隔熱籠及位于所述側(cè)隔熱籠中的熱交換塊，其特征在于，所述熱交換塊的底部的邊緣位置安裝有柔性保溫材料和/或所述側(cè)隔熱籠的底部向內(nèi)凸出的隔熱條上安裝有柔性保溫材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柔性保溫材料為石墨軟氈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換塊的底部的石墨軟氈環(huán)繞安裝于所述熱交換塊底部的四周。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述石墨軟氈下方還安裝有石墨硬租。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述石墨軟氈或石墨硬氈通過螺栓固定在所述熱交換塊上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一權(quán)利要求所述的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱交換塊的底部的石墨軟氈距離側(cè)隔熱籠的距離為大于0.5cm，同時(shí)凸出熱交換塊邊沿的距離大于0.5cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述側(cè)隔熱籠的隔熱條上的石墨軟氈距離熱交換塊邊沿的距離為大于或等于Ocm，同時(shí)凸出所述隔熱條距離大于0.5cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱交換塊與側(cè)隔熱籠底部的隔熱條之間的水平距離為4cm，所述石墨軟氈到熱交換塊邊沿的距離為2.8cm，所述石墨軟氈凸出隔熱條的距離為1.2cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱交換塊的底部的石墨軟氈距離側(cè)隔熱籠的距離為大于0.5cm,同時(shí)凸出熱交換塊邊沿的距離大于0.5cm ;所述側(cè)隔熱籠的隔熱條上的石墨軟氈距離熱交換塊邊沿的距離為大于或等于0cm，同時(shí)凸出所述隔熱條距離大于0.5cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述熱交換塊與側(cè)隔熱籠的水平距離為4cm，所述熱交換塊與側(cè)隔熱籠底部的隔熱條的水平距離為3cm，所述熱交換塊的底部的石墨軟氈凸出熱交換塊10的距離為1.5cm，到側(cè)隔熱籠2’的距離為2.5cm ;所述側(cè)隔熱籠的隔熱條上的石墨軟氈凸出隔熱條的距離為1cm，到熱交換塊邊沿的距離為2cm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括爐體、設(shè)于爐體內(nèi)的側(cè)隔熱籠及位于所述側(cè)隔熱籠中的熱交換塊，所述熱交換塊的底部的邊緣位置安裝有柔性保溫材料和/或所述側(cè)隔熱籠的底部向內(nèi)凸出的隔熱條上安裝有柔性保溫材料。上述鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)中，在長(zhǎng)晶階段，由側(cè)部散失的熱量減少，熱量主要通過熱交換塊底部散熱，使長(zhǎng)晶時(shí)固液界面變凸，有利于提高鑄錠工藝的排雜能力。
文檔編號(hào)C30B11/00GK202989331SQ201220690530
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者武鵬, 游達(dá), 胡亞蘭, 鄭玉芹 申請(qǐng)人:江蘇協(xié)鑫硅材料科技發(fā)展有限公司, 江蘇協(xié)鑫軟控設(shè)備科技發(fā)展有限公司