CN202164374U - 用于铸锭炉的分体式隔热笼 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于铸锭炉的分体式隔热笼，其特征在于：该分体式隔热笼由上侧隔热笼(3)和下侧隔热笼(4)组成，且上侧隔热笼(3)和下侧隔热笼(4)的底端四周设有向内突出的环形挡块(3′、4′)。该分体式隔热笼解决了现有铸锭炉在熔化过程中，单晶籽晶上浮熔化的问题，可在铸锭炉内生产出质量优异的铸造单晶硅。
Description
技术领域
本实用新型属于铸锭炉的隔热笼结构设计和制造技术领域，具体涉及一种用于铸锭炉的分体式隔热笼。
背景技术
太阳能光伏发电是目前发展最快的可持续能源利用的形式之一，近些年来在各国都得到了迅速的发展。目前，应用最为普遍使用的是晶体硅太阳能电池，现有的晶体硅太阳能电池主要由单晶硅片或多晶硅片制成。单晶硅太阳能电池片转换效率高，成品质量好，但单晶硅片存在制备成本高、产量低的缺点。多晶硅生产成本较单晶硅低，生产周期短和产量大。目前多晶硅片主要是采用定向凝固法进行铸锭的，在铸锭过程中，原生多晶硅在高温下先全部熔化，然后再重新形核生长为多晶硅锭，经过开方切片后得到最终的多晶硅片。这一工艺在长晶开始时，熔化的硅液在坩埚底部异质形核，形成大量的晶核，在长晶过程中，这些晶核逐渐长大，并相互合并，形成柱状晶粒。这种前期硅料完全熔化然后长晶的工艺生产出的多晶硅晶粒小，晶界位错多，少子寿命低，制成的太阳能电池光电转换效率较单晶硅太阳能电池低。目前解决这一问题的方法之一是在坩埚底部铺设单晶，在熔化的过程中通过一定的控制方法使底部的单晶不熔化，在长晶时作为籽晶，硅液在单晶硅上直接生长，从而减少多晶硅的晶界和位错，生产出接近单晶硅的准单晶硅。
目前铸造单晶硅控制籽晶熔化程度的措施主要有：在熔化阶段打开隔热笼散热或在热交换块下方通入冷却水(气)，但这种方法使用的是一体式隔热笼，在长晶过程中隔热笼打开时整体热量散失较多，能耗高，且硅液内部的温度梯度不大，籽晶的熔化程度难以控制。
实用新型内容
本实用新型针对上述问题，对原有的一体式的侧隔热笼进行了改进，提供了一种用于铸锭炉的分体式隔热笼，其可以降低生产的能耗，提高可操作性和降低工艺难度。
本实用新型通过下列技术方案解决上述问题：提供一种用于铸锭炉的分体式隔热笼，其特征在于：该分体式隔热笼由上侧隔热笼和下侧隔热笼组成，且上侧隔热笼和下侧隔热笼的底端四周设有向内突出的环形挡块。
根据本实用新型的一种优选实施方式，该环形挡块为L形。
根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，所述的上侧隔热笼由吊杆固定在上炉体上，下侧隔热笼由提升连杆连接，可以上下运动。当下侧隔热笼闭合时，下侧隔热笼的顶端不低于上侧隔热笼的环形挡块上表面。
根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，顶加热器和侧加热器位于上侧隔热笼内，顶加热器和侧加热器与上侧隔热笼之间存在间隙(即不接触)。
根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，热交换块由支柱固定于下侧隔热笼内，并低于上侧隔热笼底端的环形挡块。
根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，上侧隔热笼上部设有顶隔热板，下侧隔热笼底部设有内与其闭合的固定的底隔热板，底隔热板上设有能与下侧隔热笼底端环形挡块密封接触的凹槽。凹槽位于底隔热板的边缘，可与下侧隔热笼底端环形挡块密封接触。当隔热笼闭合时，环形挡块顶端与底隔热板顶面位于一个平面，可与底部隔热板更好的闭合，减少热量损失。
根据本实用新型的一种优选实施方式，在上述的分体式隔热笼中，隔热笼是由起支撑作用的钢架和起保温作用的碳毡组成，突出的环形隔热挡块所用材料的与隔热笼主体部分的材料一致。
本实用新型中，侧隔热笼分为固定和活动的上下两部分，并由上侧隔热笼底端的环形挡块将热腔室分隔为上下两部分，上下两个腔室为两个相对独立的部分。由于上腔室底部环形的隔热挡块的阻挡效应，上腔室加热器产生的热量无法直接辐射到下腔室，使得下腔室的升温速率低，这样在坩埚内部 的温度梯度较大，可以保证坩埚底部的单晶籽晶在熔化阶段不上浮熔化。由于隔热笼被分为上下两部分，在下腔室打开时，上隔热笼相对封闭，上腔室的热量散失减少，因此能耗降低。在整个生产工艺中上侧隔热笼固定不动，只有下侧隔热笼运动，可以有效的节省炉体空间，降低整个炉体的高度。
附图说明
图1是本新型实用的分体式隔热笼的结构示意图。
图2是本实用新型的分体式隔热笼的工作状态示意图。
图3是本实用新型的分体式隔热笼的上侧隔热笼3和下侧隔热笼4的环形挡块，以及下隔热板11的凹槽的局部放大示意图。
图中的标记为：1为上炉体、2为顶部隔热板、3为上侧隔热笼、4为下侧隔热笼、5为吊杆、6为提升连杆、7为顶加热器、8为侧加热器、9为下炉体、10为支柱、11为下隔热板、12为热交换块、13为坩埚、14为氩气输入管、3′为上侧隔热笼3的环形挡块，4′为下侧隔热笼4的环形挡块，11′为隔热板11的凹槽。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施方式，对本实用新型的技术方案作进一步描述，但本实用新型并不限于这些实施方式。
参见附图1所示的单晶铸锭炉，包括上炉体1，顶部隔热板2，上侧隔热笼3和下侧隔热笼4，上下侧隔热笼底部都有L形环形挡块3′、4′，环形挡块的材料与侧隔热笼的材料相同。上侧隔热笼3和顶部隔热板2由吊杆5悬挂在炉体1上并固定不动，下侧隔热笼4由提升连杆6控制升降，上侧隔热笼3内安装侧加热器8和顶加热器7，加热器与上侧隔热笼之间存在间距。在下炉体9中，由支柱10支撑底隔热板11和热交换块12。底隔热板11四周有凹槽11′，在加热时，底隔热板11可以与下侧隔热笼4闭合。闭合时，下侧隔热笼4的顶端不低于上侧隔热笼3的环形挡块上表面。热交换块12上放置坩埚13，坩埚13内承装单晶籽晶和多晶硅料。热交换块12位于下侧隔热笼4内，并低于上侧隔热笼3的环形挡块。
单晶铸锭炉的工作流程是：将单晶籽晶铺设在坩埚的底部，再在单晶籽晶上按照配比装入多晶硅料。将装满原料的坩埚放置在热交换块12上，闭合炉体，下侧隔热笼4下降与底隔热板11闭合。加热硅料，同时氩气经氩气输入管14通入腔体内，直至坩埚上部的硅料完全熔化，由于上侧隔热笼底部环形挡块阻挡了加热器的热量向坩埚底部的辐射，坩埚底部的温度要比正常工艺低20-50℃，可以使底部的单晶籽晶在较长的时间不熔化上浮。在长晶时，按照工艺缓慢的向上提升下侧隔热笼4，使热交换块下部的空间可以与炉壁进行热量交换，同时降低加热器的温度，以产生一个垂直的温度梯度，实现硅溶液的定向凝固。
采用本实用新型中的分体式隔热笼结构，在长晶时对边角进行保温，从而减缓长晶时边角散失的热量，改善热场内温度梯度分布，拉平长晶界线获得更垂直的温度梯度，缩短硅晶体中心长晶结束和边角长晶结束所用时间差距，同时可以改善晶向，降低能耗。
Claims (8)
1.用于铸锭炉的分体式隔热笼，其特征在于：该分体式隔热笼由上侧隔热笼(3)和下侧隔热笼(4)组成，且上侧隔热笼(3)和下侧隔热笼(4)的底端四周设有向内突出的环形挡块(3′、4′)。
2.根据权利要求1所述的分体式隔热笼，其特征在于：所述环形挡块(3′、4′)为L形。
3.根据权利要求1所述的分体式隔热笼，其特征在于：所述的上侧隔热笼(3)由吊杆(5)固定在上炉体(1)上，下侧隔热笼(4)由提升连杆(6)可上下运动地连接。
4.根据权利要求1所述的分体式隔热笼，其特征在于：上侧隔热笼(3)内设置有顶加热器(7)和侧加热器(8)，上侧隔热笼(3)和顶加热器(7)及侧加热器(8)之间存在间隙。
5.根据权利要求1所述的分体式隔热笼，其特征在于：热交换块(12)由支柱(10)固定于下侧隔热笼(4)内，并低于上侧隔热笼(3)底端的环形挡块。
6.根据权利要求1所述的分体式隔热笼，其特征在于：所述的上侧隔热笼(3)上部设有顶部隔热板(2)，下侧隔热笼(4)底部设有能与其闭合的固定的底隔热板(11)，底隔热板(11)上设置有能与下侧隔热笼(4)底端环形挡块密封接触的凹槽(11′)，且闭合时环形挡块底端与底隔热板(11)顶面位于一个平面。
7.根据权利要求1所述的分体式隔热笼，其特征在于：当下侧隔热笼(4)闭合时，下侧隔热笼(4)顶端不低于上侧隔热笼(3)的环形挡块上表面。
8.根据权利要求1所述的分体式隔热笼，其特征在于：上侧隔热笼(3)和下侧隔热笼(4)以及环形挡块由起支撑作用的钢架和起保温作用的碳毡组成。
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|---|---|---|---|---|
| CN110438564A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-12 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种多品硅热场坩埚用分体式隔热装置及其使用方法 |
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- 2011-05-13 CN CN2011201524097U patent/CN202164374U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN113604878A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-05 | 江苏拓正茂源新能源有限公司 | 一种多晶硅铸锭装置及其铸锭方法 |
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