CN207091555U - 一种多晶硅铸锭炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多晶硅铸锭炉，包括炉体、设置在炉体内的坩埚、设置在所述坩埚外部的护板、设置在所述护板外部的加热装置以及设置在所述加热装置外部的隔热笼，所述坩埚的截面形状为由四个长度相等的短边以及四个长度相等的长边间隔连接形成的八边形，相邻的所述短边与所述长边之间的朝向坩埚内部的夹角为135°，所述长边的长度为750‑900mm，所述短边的长度为50‑300mm。本实用新型通过改变坩埚的外形，重新设计和布局炉腔内的加热、保温***，可将GT450铸锭炉直接升级到可切割45块硅块的热场。对于坩埚来说，八边形坩埚与现有技术的四边形坩埚相比，所述铸锭炉的炉内空间利用率较高，所述单炉硅锭的重量得到提升，所述多晶硅铸锭炉的产能显著提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏设备技术领域，具体涉及一种多晶硅铸锭炉。
背景技术
目前光伏行业迅速发展，多晶硅锭向大尺寸铸锭的趋势明显。国内硅片厂家为降低成本、扩大产能，纷纷在现有设备的基础上升级铸锭炉产能，以保证在行业的竞争力。以GT公司的GT450铸锭炉为例，国内大多数硅片厂已将铸860×860mm可切割25块升级到1000×1000mm可切割36块硅块的热场。
但由于坩埚、GT450铸锭炉内腔空间的限制，目前没有成熟的方案可将GT450铸锭炉升级到1160×1160mm可切割45块硅块的热场。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种多晶硅铸锭炉，通过改变坩埚的外形，重新设计和布局炉腔内的加热、保温***，可将GT450铸锭炉直接升级到可切割45块硅块的热场。
本实用新型提供了一种多晶硅铸锭炉，包括炉体、设置在炉体内的坩埚、设置在所述坩埚外部的护板、设置在所述护板外部的加热装置以及设置在所述加热装置外部的隔热笼，所述坩埚的截面形状为由四个长度相等的短边以及四个长度相等的长边间隔连接形成的八边形，相邻的所述短边与所述长边之间的朝向坩埚内部的夹角为135°，所述长边的长度为750-900mm，所述短边的长度为50-300mm。
其中，所述坩埚的壁厚为10-30mm，所述坩埚的高度为400mm-600mm。
其中，所述隔热笼的截面形状为八边形。
其中，所述隔热笼是由四个第一侧板和四个第二侧板间隔拼接形成，所述第一侧板为不锈钢框体结构，所述不锈钢框体结构包括长方形框架以及沿所述坩埚高度方向平行间隔设置在所述长方形框架中的多根钢条，所述第二侧板为长方形板、圆弧形板或近圆弧形板。
其中，所述第二侧板上设有多孔结构，所述孔的形状为圆形、方形、三角形、条形和不规则形状中的至少一种。
其中，所述孔均匀分布在所述第二侧板上，所述孔的数量为8-35个/第二侧板。
其中，所述第二侧板为一整块圆弧形板或为三块长方形板沿平行于所述坩埚底部的方向拼接形成的近圆弧形板。
其中，所述第一侧板和所述第二侧板沿平行于所述坩埚底部的方向上的长度相近或相同，所述隔热笼的截面形状为近正八边形。
其中，所述护板紧密贴合在所述坩埚的四周，所述护板的形状与所述坩埚的形状相匹配；所述加热装置的形状与所述坩埚的形状相匹配。
其中，所述加热装置与所述隔热笼之间还设置有隔热层，所述隔热层的形状与所述坩埚的形状相匹配。
本实用新型通过改变坩埚的外形，从而重新设计和布局炉腔内的加热、保温***，可将GT450铸锭炉直接升级到可切割45块硅块的热场。所述多晶硅铸锭炉的炉内空间利用率较高，所述单炉硅锭的重量得到提升，所述多晶硅铸锭炉的产能显著提高。
附图说明
图1为本实用新型提供的多晶硅铸锭炉的主剖视图；
图2为本实用新型一实施方式提供的多晶硅铸锭炉的截面剖视图；
图3为现有技术坩埚的结构示意图；
图4为本实用新型提供的坩埚的结构示意图；
图5为本实用新型提供的护板的结构示意图；
图6为本实用新型提供的加热装置的立体结构示意图；
图7为本实用新型提供的加热装置的俯视图；
图8为本实用新型一实施方式提供的隔热笼的立体结构示意图；
图9为本实用新型另一实施方式提供的隔热笼的立体结构示意图；
图10为本实用新型提供的上隔热笼的结构示意图，图中A为侧视图，B为俯视图；
图11为本实用新型提供的下隔热笼的结构示意图，图中C为侧视图，D为俯视图；
图12为本实用新型提供的坩埚铸锭得到硅锭切割示意图。
具体实施方式
以下所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
参照图1-图12，本实用新型提供了一种多晶硅铸锭炉，包括炉体1、设置在炉体1内的坩埚2、设置在所述坩埚2外部的护板3、设置在所述护板3外部的加热装置4以及设置在所述加热装置4外部的隔热笼5，所述坩埚2的截面形状为由四个长度相等的短边21以及四个长度相等的长边22间隔连接形成的八边形，相邻的所述短边21与所述长边22之间的朝向坩埚内部的夹角为135°，所述长边22的长度为750-900mm，所述短边21的长度为50-300mm。
本实用新型实施方式中，这里的坩埚截面形状指的是沿平行于所述坩埚底部的方向的坩埚截面形状，这里坩埚的长度指的是沿平行于所述坩埚底部的方向的长度。参阅图4，所述长边22的长度为750-800mm或800-900mm，具体地，所述长边22的长度为750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890或900mm；所述短边21的长度为50-150mm或150-300mm，具体地，所述短边21的长度为50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290或300mm。可选地，所述坩埚为石英坩埚。
本实用新型实施方式中，参阅图4，相对设置的两个短边21平行，相对设置的两个长边22平行。可选地，所述坩埚的壁厚为10-30mm，进一步可选地，所述坩埚的壁厚为20-22mm，具体地，所述坩埚的壁厚为10、15、20、25或30mm。可选地，所述坩埚的高度为400-600mm，进一步可选地，所述坩埚的高度为400-500mm或500-600mm。具体地，所述坩埚的高度为400、450、500、550、560、570、580、590或600mm。
本实用新型通过改变坩埚的外形，重新设计和布局炉腔内的加热、保温***，可将GT450铸锭炉直接升级到可切割45块硅块的热场。对于坩埚来说，八边形坩埚与四边形坩埚相比在高温下热应力分布更加均匀，对八个角的形变更小，有利于硅锭生长。
本实用新型实施方式中，参阅8-11，所述隔热笼5的截面形状为八边形。可选地，所述隔热笼5的截面形状为正八边形。可选地，所述隔热笼5的截面形状为近正八边形。本实用新型提供的隔热笼截面形状为正八边形或近正八边形形状，即组成隔热笼的八个侧板的长度基本相等。使用所述隔热笼有利于多晶硅铸锭炉热场的均匀性。
本实用新型实施方式中，所述隔热笼的高度为1200-1300mm。可选地，所述隔热笼的高度为1200、1210、1220、1230、1240、1250、1260、1270、1280、1290或1300mm。进一步可选地，所述隔热笼包括上隔热笼和下隔热笼，所述上隔热笼和下隔热笼的截面的形状为正八边形或近正八边形。
本实用新型实施方式中，所述隔热笼5由四个第一侧板51和四个第二侧板间隔52拼接形成，所述第一侧板51为不锈钢框体结构，所述不锈钢框体结构包括长方形框架511以及沿所述坩埚高度方向平行间隔设置在所述长方形框架中的多根钢条512，所述第二侧板为长方形板、圆弧形板或近圆弧形板。可选地，所述第二侧板为一整块圆弧形板或为三块长方形板沿平行于所述坩埚底部的方向按照一定的角度拼接形成的近圆弧形板。具体地，如图8中所示，所述第二侧板为521、522、523三块长方形板拼接形成的近圆弧形板。所述长方形板与所述第一侧板之间的拼接角度以及所述三块长方形板之间的拼接角度可根据实际工艺设置。可选地，所述第一侧板和所述第二侧板沿平行于所述坩埚底部的方向上的长度相近或相同，形成的所述隔热笼的截面形状为正八边形或近正八边形。当所述第二侧板为圆弧形板或近圆弧形板时，所述第二侧板的长度指的是所述圆弧形或近圆弧形的弦长。当所述第二侧板为圆弧形板或近圆弧形板时，形成的所述隔热笼的截面形状为近正八边形。进一步可选地，所述第一侧板或所述第二侧板的长度可根据具体情况进行设置。
可选地，所述第二侧板上设有多孔结构。多孔的设置一方面可以减轻隔热笼的重量，另一方面可以释放隔热笼的应力，避免热应力较大时导致的隔热笼容易变形的问题。进一步可选地，所述孔为规则形状或不规则形状。进一步可选地，所述孔包括圆孔、方形孔、三角形孔和条形孔中的至少一种。如图8所示，所述孔为条形孔524。如图9所示，所述孔为圆孔525。可选地，所述圆孔的直径为40mm-70mm，所述条形孔的尺寸为10-30mm×120-150mm。可选地，所述孔均匀分布在所述第二侧板上，所述孔的数量为8-35个/第二侧板。具体地，所述圆孔的数量为8-15个/块第二侧板，所述条形孔的数量为25-35个/块第二侧板。
可选地，如图10和11所示，所述隔热笼包括上隔热笼和以及与所述上隔热笼连接的下隔热笼，所述上隔热笼和下隔热笼的截面的形状分别为正八边形或近八边形。所述上隔热笼和所述下隔热笼的具体结构可参见上述关于隔热笼的叙述。可选地，上隔热笼和下隔热笼之间通过螺栓连接。
本实用新型实施方式中，参阅图6和图7，所述加热装置的截面形状与所述坩埚的截面形状相匹配。可选地，所述加热装置的截面形状为八边形。可选地，所述加热装置4包括顶部加热器41和侧部加热器42，所述顶部加热器41设置在坩埚的顶部，所述侧部加热器42设置在坩埚的四周；所述侧部加热器42包括间隔设置的四块沿平行于所述坩埚底部的方向长度相等的短电阻421和四块沿平行于所述坩埚底部的方向长度相等的长电阻422，所述长电阻422和所述短电阻421间隔连接。进一步可选地，所述长电阻的长度为700-800mm，具体地为750mm，所述短电阻的长度为550-600mm，具体地为595mm。所述顶部加热器和所述侧部加热器的整体的高度为560-620mm。所述顶部加热器与所述侧部加热器配合，形成一个包围坩埚顶部和侧部的罩状结构，可为坩埚提供一个稳定可靠高效的热场，顶部加热器和侧部加热器均通过石墨电极423通电加热。
本实用新型实施方式中，参阅图5，所述护板3紧密贴合在所述坩埚2的四周，所述护板3的形状与所述坩埚2的形状相匹配。可选地，所述护板3截面形状为八边形。可选地，所述护板3为四块沿平行于所述坩埚底部的方向长度相等的短护板31与四块沿平行于所述坩埚底部的方向长度相等的长护板32间隔设置形成，所述护板的具体长度可根据坩埚情况进行设置，所述长护板32与所述短护板31之间通过常规方式拼接。可选地，所述护板的高度为590-610mm，具体地为610mm。
本实用新型实施方式中，参阅图2，所述加热装置4与所述隔热笼5之间还设置有隔热层7，所述隔热层7的形状与所述坩埚2的形状相匹配。可选地，所述隔热层7的形状为八边形。图2中，8为铸锭炉的炉内壁。可选地，所述隔热层7中设有保温材料，所述保温材料为碳纤维。
本实用新型实施方式中，通过改变坩埚的外形，重新设计和布局炉腔内的加热、保温***，可将GT450铸锭炉直接升级到可切割45块硅块的热场。如图12所示，图中6代表硅块，一块硅块的尺寸为156×156mm，根据图中所示，采用本实用新型提供的坩埚2来铸锭，可以切割得到45块硅块。对于坩埚来说，八边形坩埚与四边形坩埚相比在高温下热应力分布更加均匀，对八个角的形变更小，有利于硅锭生长。同时，所述铸锭炉的炉内空间利用率较高，所述单炉硅锭的重量得到提升，所述多晶硅铸锭炉的产能得到显著提高。
本实用新型在原有的GT铸锭炉上坩埚、热场采用了巧妙的设计，使原有的G5铸锭可直接升级到G7铸锭，产生了显著的经济效益。相比于传统的G5铸锭工艺，本实用新型产生的具体有益效果如下所述：
(1)单炉年产量提升≥45％；
(2)单位能耗下降≥15％；
(3)单片成本下降≥0.1元；
(4)整锭效率提升≥0.02％。
综上，本实用新型中通过改变坩埚的外形，重新设计和布局炉腔内的加热、保温***，可将GT450铸锭炉直接升级到可切割45块硅块的热场，产生的经济效益非常显著。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种多晶硅铸锭炉，其特征在于，包括炉体、设置在炉体内的坩埚、设置在所述坩埚外部的护板、设置在所述护板外部的加热装置以及设置在所述加热装置外部的隔热笼，所述坩埚的截面形状为由四个长度相等的短边以及四个长度相等的长边间隔连接形成的八边形，相邻的所述短边与所述长边之间的朝向坩埚内部的夹角为135°，所述长边的长度为750-900mm，所述短边的长度为50-300mm。
2.如权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述坩埚的壁厚为10-30mm，所述坩埚的高度为400-600mm。
3.如权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述隔热笼的截面形状为八边形。
4.如权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述隔热笼是由四个第一侧板和四个第二侧板间隔拼接形成，所述第一侧板为不锈钢框体结构，所述不锈钢框体结构包括长方形框架以及沿所述坩埚高度方向平行间隔设置在所述长方形框架中的多根钢条，所述第二侧板为长方形板、圆弧形板或近圆弧形板。
5.如权利要求4所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述第二侧板上设有多孔结构，所述孔的形状为圆形、方形、三角形、条形和不规则形状中的至少一种。
6.如权利要求5所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述孔均匀分布在所述第二侧板上，所述孔的数量为8-35个/第二侧板。
7.如权利要求4所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述第二侧板为一整块圆弧形板或为三块长方形板沿平行于所述坩埚底部的方向拼接形成的近圆弧形板。
8.如权利要求4所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述第一侧板和所述第二侧板沿平行于所述坩埚底部的方向上的长度相近或相同，所述隔热笼的截面形状为近正八边形。
9.如权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述护板紧密贴合在所述坩埚的四周，所述护板的形状与所述坩埚的形状相匹配；所述加热装置的形状与所述坩埚的形状相匹配。
10.如权利要求1所述的多晶硅铸锭炉，其特征在于，所述加热装置与所述隔热笼之间还设置有隔热层，所述隔热层的形状与所述坩埚的形状相匹配。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721056086.5U CN207091555U (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 一种多晶硅铸锭炉 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201721056086.5U Active CN207091555U (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 一种多晶硅铸锭炉 |
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| CN (1) | CN207091555U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109881249A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-06-14 | 晶科能源有限公司 | 用于多晶硅铸锭的石英坩埚、铸锭炉及多晶硅铸锭方法 |
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2017
- 2017-08-22 CN CN201721056086.5U patent/CN207091555U/zh active Active
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| CN109881249A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-06-14 | 晶科能源有限公司 | 用于多晶硅铸锭的石英坩埚、铸锭炉及多晶硅铸锭方法 |
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