一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，它包括：爐壁、隔熱層、加熱器、坩堝、熱交換器、隔熱條、石墨柱、水冷盤(pán)、水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)、活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)和活動(dòng)隔熱層，所述的爐壁內(nèi)設(shè)有坩堝，所述的坩堝的外側(cè)設(shè)有加熱器，加熱器的外側(cè)設(shè)有隔熱層，隔熱層的下部設(shè)有活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)，活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有活動(dòng)隔熱層，坩堝的下部設(shè)有熱交換器，熱交換器的兩側(cè)設(shè)有隔熱條，熱交換器的下部設(shè)有水冷盤(pán)，所述的水冷盤(pán)與水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)固設(shè)，水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)有石墨柱，該裝置能有效提高鑄錠成品率，降低多晶硅錠能耗，解決長(zhǎng)晶中后期長(zhǎng)晶動(dòng)力不足的矛盾。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉光伏行業(yè)的多晶硅鑄錠爐的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，具體是一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在快速發(fā)展的光伏行業(yè)，晶體硅電池憑借其高效率和穩(wěn)定性占據(jù)了絕大部分的份額，其中多晶硅電池以其低成本、高效率、低光衰等優(yōu)勢(shì)，具有較高的性?xún)r(jià)比和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，因而成為當(dāng)前市場(chǎng)上占據(jù)份額最大的光伏電池。
[0003]多晶硅主要采用定向凝固的方式制造，即將硅料裝在石英坩堝內(nèi)，在真空爐內(nèi)用電阻加熱的方式將硅料融化，然后從底部冷卻，硅液從坩堝底部開(kāi)始向上逐漸凝固，最后得到多晶硅錠，目前市場(chǎng)上使用的鑄錠爐熱場(chǎng)按照底部冷卻方式主要分為三種，一種是側(cè)隔熱層提升式；一種是底隔熱板下降式；一種是底部隔熱板橫向打開(kāi)式，其中以前兩種為主。
[0004]三種熱場(chǎng)均是在長(zhǎng)晶階段將熱場(chǎng)底部隔熱層打開(kāi)，進(jìn)行坩堝底部冷卻。然而，隔熱層打開(kāi)后整個(gè)熱場(chǎng)將和外部相通，致使坩堝側(cè)面溫度降低，溫度梯度加大，影響了晶粒的垂直生長(zhǎng)。同時(shí)，當(dāng)前的一些新鑄錠工藝，要求在硅料融化的過(guò)程中保持坩堝底部溫度較低，當(dāng)前的做法是在硅料融化中后期和長(zhǎng)晶過(guò)程中需要打開(kāi)隔熱籠，這樣就增加了化料的能耗，同時(shí)延長(zhǎng)了硅料融化時(shí)間，增加了粘鍋的幾率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]實(shí)用新型目的:針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能優(yōu)化硅錠晶粒裝置，提高鑄錠成品率，降低多晶硅錠能耗的太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置。
[0006]技術(shù)方案:本實(shí)用新型所述的一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，它包括:爐壁、隔熱層、加熱器、坩堝、熱交換器、隔熱條、石墨柱、水冷盤(pán)、水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)、活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)和活動(dòng)隔熱層，所述的爐壁內(nèi)設(shè)有坩堝，所述的坩堝的外側(cè)設(shè)有加熱器，加熱器的外側(cè)設(shè)有隔熱層，隔熱層的下部設(shè)有活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)，活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有活動(dòng)隔熱層，坩堝的下部設(shè)有熱交換器，熱交換器的兩側(cè)設(shè)有隔熱條，熱交換器的下部設(shè)有水冷盤(pán)，所述的水冷盤(pán)與水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)固設(shè)，水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)有石墨柱。
[0007]所述的隔熱層由上隔熱層、側(cè)隔熱層、和底隔熱層組成。
[0008]所述的底隔熱層上設(shè)有孔，該孔的直徑大于水冷盤(pán)的直徑。
[0009]所述的加熱器由上加熱器和側(cè)加熱器組成。
[0010]所述的隔熱條由上隔熱條和下隔熱條組成[0011 ] 所述的水冷盤(pán)由銅板和水冷管組成。
[0012]有益效果:本實(shí)用新型所述的一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、使用本實(shí)用新型將熱場(chǎng)分割為上、下兩室,能夠減少熱場(chǎng)四周熱量散失,減少硅液橫向溫度梯度，優(yōu)化柱狀晶垂直生長(zhǎng)，同時(shí)降低鑄錠能耗；[0014]2、采用水冷盤(pán)方式帶走坩堝底部熱量，有利于提高坩堝內(nèi)垂直溫度梯度，能夠有效解決長(zhǎng)晶中后期長(zhǎng)晶動(dòng)力不足的矛盾；
[0015]3、通過(guò)控制水流量控制水冷盤(pán)帶走熱量，有利于調(diào)鑄錠不同階段坩堝底部散熱速度，優(yōu)化不同階段晶體生長(zhǎng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為硅料融化階段時(shí)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2.為長(zhǎng)晶階段時(shí)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0019]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型所述的一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，它包括:爐壁1、隔熱層2、加熱器3、坩堝4、熱交換器5、隔熱條6、石墨柱7、水冷盤(pán)8、水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)9、活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)10和活動(dòng)隔熱層11。
[0020]所述的爐壁I內(nèi)設(shè)有坩堝4，所述的坩堝4的外側(cè)設(shè)有加熱器3，加熱器3由上加熱器31和側(cè)加熱器32組成，分別位于坩堝4的上部和側(cè)面，加熱器3的外側(cè)設(shè)有隔熱層2，所述的隔熱層2由上隔熱層21、側(cè)隔熱層22以及底隔熱層23組成，上隔熱層21、側(cè)隔熱層22層固定在上爐41上，底隔熱層23固定在下?tīng)t體42上，底隔熱層23上有直徑大于水冷盤(pán)8的直徑的孔231，打開(kāi)或者關(guān)閉孔231通過(guò)移動(dòng)隔熱層2的下部設(shè)有的活動(dòng)隔熱層11實(shí)現(xiàn)，活動(dòng)隔熱層11的下方設(shè)有活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)10，通過(guò)活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)10實(shí)現(xiàn)平移，隔熱層11關(guān)閉時(shí)，活動(dòng)隔熱層11與底隔熱層23、側(cè)隔熱層22、上隔熱層21組成封閉結(jié)構(gòu)；所述的隔熱條6由上隔熱條61和下隔熱條62組成，上隔熱條61和下隔熱條62皆為環(huán)形結(jié)構(gòu)，由至少一層固化碳?xì)纸M成，上隔熱條61固定在側(cè)隔熱層22內(nèi)壁四周，下隔熱條62固定在熱交換器5底部四周，爐體閉合時(shí)，上隔熱條61和下隔熱條62互相貼合；所述的水冷盤(pán)8位于熱交換器5的底部，水冷盤(pán)8由銅板和水冷管組成，水冷盤(pán)9與水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)10固設(shè)并通過(guò)水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)10實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，如圖2所示，水冷盤(pán)8位于上位時(shí)其上表面與熱交換器5下表面緊貼，如圖1所示，位于下位時(shí)，水冷盤(pán)8位于活動(dòng)隔熱層11以下；
[0021]如圖1所示，在硅料融化階段，活動(dòng)隔熱層11關(guān)閉，整個(gè)熱場(chǎng)為密閉結(jié)構(gòu)，水冷盤(pán)8位于活動(dòng)隔熱層11以下，停留在熱場(chǎng)以外。
[0022]如圖2所示，在長(zhǎng)晶階段，活動(dòng)隔熱層11打開(kāi)，水冷盤(pán)8上移，直到其上表面與熱交換器5的底面緊貼，同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)水冷盤(pán)8上設(shè)有的水管內(nèi)的水流量，控制水冷盤(pán)8帶走熱量的速度從而控制長(zhǎng)晶速度，水流量控制范圍為ri0m3/h。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，其特征在于:它包括:爐壁(I)、隔熱層(2)、加熱器(3)、坩堝(4)、熱交換器(5)、隔熱條(6)、石墨柱(7)、水冷盤(pán)(8)、水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)(9)、活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)和活動(dòng)隔熱層(11)，所述的爐壁(I)內(nèi)設(shè)有坩堝(4)，所述的坩堝(4)的外側(cè)設(shè)有加熱器(3)，加熱器(3)的外側(cè)設(shè)有隔熱層(2)，隔熱層(2)的下部設(shè)有活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)，活動(dòng)隔熱層移動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)上設(shè)有活動(dòng)隔熱層(11)，坩堝(4)的下部設(shè)有熱交換器(5)，熱交換器(5)的兩側(cè)設(shè)有隔熱條(6)，熱交換器(5)的下部設(shè)有水冷盤(pán)(9)，所述的水冷盤(pán)(9)與水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)(10)固設(shè)，水冷盤(pán)升降機(jī)構(gòu)(10)的兩側(cè)設(shè)有石墨柱(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，其特征在于:所述的隔熱層(2)由上隔熱層(21)、側(cè)隔熱層(22)、和底隔熱層(23)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，其特征在于:所述的底隔熱層(23)上設(shè)有孔(231)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，其特征在于:所述的孔(231)的直徑大于水冷盤(pán)(9)的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，其特征在于:所述的加熱器(3 )由上加熱器(31)和側(cè)加熱器(32 )組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，其特征在于:所述的隔熱條(6)由上隔熱條(61)和下隔熱條(62)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)電池用多晶硅鑄錠熱場(chǎng)裝置，其特征在于:所述的水冷盤(pán)(8)由銅板和水冷管組成。
【文檔編號(hào)】C30B28/06GK203668553SQ201320765028
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】郭寬新, 孫海知, 潘歡歡, 宋江, 邢國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:奧特斯維能源（太倉(cāng)）有限公司