用于超大尺寸硅錠的熱場結構制造技術

本發明專利技術是一種用于超大尺寸硅錠的熱場結構，包括由頂部保溫組件2、側部保溫組件3和底部保溫組件4圍城的隔熱籠，在隔熱籠的底部設有熱交換控制裝置5，在熱交換控制裝置5上方的隔熱籠內設有用于放置石墨坩堝的定向凝固塊，在石墨坩堝的底部四周與側保溫組件之間設有熱區隔離板7；所述頂部保溫組件2上設有1?6個進氣管，所述頂部保溫組件2上設有頂加熱電極，側部保溫組件3上設有側加熱電極和底加熱電極。本發明專利技術通過對熱場內部結構，外形及尺寸重新設計和布局，使其能鑄造大尺寸硅錠，大大的提高生產產能，同時結構安全，尤其是對溢流的防護、減少溢流損失，節省使用成本，減少熱量損失。

【技術實現步驟摘要】
用于超大尺寸硅錠的熱場結構
本專利技術涉及一種多晶硅生產設備，特別是涉及一種用于超大尺寸硅錠的熱場結構。
技術介紹
太陽能光伏行業發展迅速，市場規模持續增長，但同時市場競爭激烈，為盡快實現平價上網，實現更大范圍的普及應用，全行業各環節努力追求和獲取高效率、低成本電池。在上游的晶硅環節，獲得高品質、低成本的晶體非常重要，目前大尺寸（G6）多晶硅錠成為行業主流，下一代超大尺寸硅錠G7或G8成為當前趨勢順延發展的必由之路，可以提升硅錠重量，提高生產率，降低單耗、提高晶體品質。多晶硅鑄錠爐是用于制造多晶硅錠的設備，利用定向凝固法生產多晶硅錠，首先將已裝好硅料的坩堝裝入爐腔中，然后進行抽空、加熱、熔化、長晶、退火、冷卻等工藝步驟。市場上多晶硅錠主要有:重量為450kg左右，可開方5*5=25塊小方錠G5硅錠；重量為850kg左右，可開方6*6=36塊小方錠G6硅錠，總體上硅錠重量小，生產率低下，單耗偏高，成本高。市場上的大多數多晶鑄錠爐配置的加熱方式有：上、下加熱，5面加熱，同時熱場結構設計及結晶控制裝置也不利于超大尺寸硅錠的生長，表現在溫度梯度不理想，長晶固液界面凸凹明顯，無法有效降低晶體中的位錯和排雜，減少晶界或使晶粒均勻等，對晶體的整體質量有較大的影響，品質一般。因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種用于超大尺寸硅錠的鑄錠爐的熱場結構，以克服現有技術中的所述缺陷。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種設計合理，與鑄造大尺寸硅錠工藝相匹配的用于超大尺寸硅錠的熱場結構。本專利技術所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的，本專利技術是一種用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：包括由頂部保溫組件、側部保溫組件和底部保溫組件圍城的隔熱籠，在隔熱籠的底部設有熱交換控制裝置，在熱交換控制裝置上方的隔熱籠內設有用于放置石墨坩堝的定向凝固塊，定向凝固塊的下部設有若干根支撐定向凝固塊的石墨支撐柱，在石墨坩堝的底部四周與側保溫組件之間設有熱區隔離板；所述頂部保溫組件上設有1-6個進氣管，所述頂部保溫組件上設有頂加熱電極，側部保溫組件上設有側加熱電極和底加熱電極，所述頂加熱電極、側加熱電極和底加熱電極分別通過水冷電纜與各自的變壓器相連，變壓器與功率控制器相接。超大尺寸硅錠主要指G7硅錠（7*7）、G8硅錠（8*8）。本專利技術所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述側部保溫組件由上保溫組件和下保溫組件構成，下保溫組件設在熱區隔離板下方，所述下保溫組件由內保溫板和外保溫板構成。當出現溢流時，硅料主要會流到保溫組件的底部，所以更換時只要更換弄臟的部分保溫板，如內保溫板即可，從而既要用來對溢流的防護、減少溢流損失，又節省了使用成本。本專利技術所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述底部保溫組件包括水平保溫組件，在水平保溫組件的內側連接有豎直保溫組件，所述豎直保溫組件的上端高出水平保溫組件。豎直保溫組件高出水平保溫組件，可以用來阻擋溢流，防止出現溢流時，減少溢流對各零部件的損壞，以及容易檢測到溢流的發生，從而減少溢流損失。本專利技術所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述頂部保溫組件、側部保溫組件和底部保溫組件均為保溫氈板，所述頂部保溫組件的厚度為90mm-150mm，所述側部保溫組件的厚度為40mm-150mm，所述底部保溫組件的厚度為40mm-100mm。頂部保溫組件、側部保溫組件和底部保溫組件用來對溢流的防護、減少溢流損失，以及節省使用成本。本專利技術所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述熱區隔離板為保溫氈板，厚度為20mm-80mm。本專利技術所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述熱交換控制裝置包括相對錯層重疊設置的第一保溫組件和第二保溫組件，所述第一保溫組件設有上下設置的第一下保溫板和第一上保溫板，所述第二保溫組件設有上下設置的第二下保溫板和第二上保溫板，第二上保溫板設在第一下保溫板上方；在第一下保溫板和第二上保溫板相向一側上分別設有開口，在第一上保溫板和第二下保溫板相向一側上分別設有與對應的開口配合密封的密封部；在第一保溫組件和第二保溫組件的下方分別設有驅動第一保溫組件和第二保溫組件前后同時運動的牽引導軌。本專利技術所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：第一保溫組件和第二保溫組件分別通過固定連接板與對應的牽引導軌相連,所述固定連接板通過螺栓固定在牽引導軌的端部上。本專利技術所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：所述第一下保溫板和第二上保溫板的開口為V型,所述開口的角度為60°-180°。本專利技術所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：述第一下保溫板、第一上保溫板、第二下保溫板和第二上保溫板均為保溫氈板。所述第一保溫組件和第二保溫組件的厚度為60mm-120mm。本專利技術所要解決的技術問題還可以通過以下的技術方案來進一步實現，所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特點是：第一保溫組件和第二保溫組件下方的牽引導軌均分別與驅動裝置相連。本專利技術的隔熱籠的尺寸可以做得很大，擴大了熱場內部尺寸，使其可鑄造超大尺寸硅錠，提高產能和生產率；同時進行了各部件的優化布局，如在頂部和側部加熱組件上設有熱電極，在底部設有第一保溫組件和第二保溫組件同時向中間或兩端運動的熱交換控制裝置等，使頂部、側部和底部的加熱器能夠獨立靈活控制，并能夠精確控制坩堝內熔體的溫度梯度，極大的提高了工藝靈活性，可以獲得理想的長晶固液界面，減少晶體中的雜質和缺陷，獲取高質量的晶體。與現有技術相比，本專利技術通過對熱場內部結構，外形及尺寸重新設計和布局，使其能鑄造大尺寸硅錠，大大的提高生產產能，同時結構安全，尤其是對溢流的防護、減少溢流損失，節省使用成本，減少熱量損失。附圖說明圖1是本專利技術的一種結構示意圖。圖2是圖1的右視結構示意圖。圖3是熱交換控制裝置關閉時的一種立體結構示意圖。圖4是圖3的仰視結構示意圖。圖5是熱交換控制裝置打開時的一種立體結構示意圖。圖6是圖5的仰視結構示意圖。具體實施方式以下參照附圖，進一步描述本專利技術的具體技術方案，以便于本領域的技術人員進一步地理解本專利技術，而不構成對其權利的限制。參照圖1和圖2，一種用于超大尺寸硅錠的熱場結構，包括由頂部保溫組件2、側部保溫組件3和底部保溫組件4圍城的隔熱籠，隔熱籠大小根據坩堝尺寸設計。在隔熱籠的底部設有熱交換控制裝置5，在熱交換控制裝置5上方的隔熱籠內設有用于放置石墨坩堝的定向凝固塊，定向凝固塊用于支撐坩堝，同時結晶時用于熱交換、可以輔助導熱凝固用。定向凝固塊的下部設有若干根支撐定向凝固塊的石墨支撐柱，石墨支撐柱穿過底部保溫組件4與爐體的底部相固定。所述頂部保溫組件2、側部保溫組件3和底部保溫組件4均為保溫氈板，頂部本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特征在于：包括由頂部保溫組件、側部保溫組件和底部保溫組件圍城的隔熱籠，在隔熱籠的底部設有熱交換控制裝置，在熱交換控制裝置上方的隔熱籠內設有用于放置石墨坩堝的定向凝固塊，在石墨坩堝的底部四周與側保溫組件之間設有熱區隔離板；所述頂部保溫組件上設有1?6個進氣管，所述頂部保溫組件上設有頂加熱電極，側部保溫組件上設有側加熱電極和底加熱電極，所述頂加熱電極、側加熱電極和底加熱電極分別通過水冷電纜與各自的變壓器相連，變壓器與功率控制器相接。

【技術特征摘要】
1.一種用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特征在于：包括由頂部保溫組件、側部保溫組件和底部保溫組件圍城的隔熱籠，在隔熱籠的底部設有熱交換控制裝置，在熱交換控制裝置上方的隔熱籠內設有用于放置石墨坩堝的定向凝固塊，在石墨坩堝的底部四周與側保溫組件之間設有熱區隔離板；所述頂部保溫組件上設有1-6個進氣管，所述頂部保溫組件上設有頂加熱電極，側部保溫組件上設有側加熱電極和底加熱電極，所述頂加熱電極、側加熱電極和底加熱電極分別通過水冷電纜與各自的變壓器相連，變壓器與功率控制器相接。2.根據權利要求1所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特征在于：所述側部保溫組件由上保溫組件和下保溫組件構成，下保溫組件設在熱區隔離板下方，所述下保溫組件由內保溫板和外保溫板構成。3.根據權利要求1所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特征在于：所述底部保溫組件包括水平保溫組件，在水平保溫組件的內側連接有豎直保溫組件，所述豎直保溫組件的上端高出水平保溫組件。4.根據權利要求1所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特征在于：所述頂部保溫組件、側部保溫組件和底部保溫組件均為保溫氈板，所述頂部保溫組件的厚度為90mm-150mm，所述側部保溫組件的厚度為40mm-150mm，所述底部保溫組件的厚度為40mm-100mm。5.根據權利要求1所述的用于超大尺寸硅錠的熱場結構，其特征在于：所述熱區隔離板為保溫氈...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：連云港清友新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32