[实用新型]多晶铸锭炉改良热场

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶铸锭炉热场改进装置，特别是一种多晶铸锭炉改良热场。

背景技术

目前美国GT Solar 450炉子所配置的多晶铸锭炉改良热场，包括铸锭炉炉体，炉体内部设置有石墨加热器、石墨坩埚、支撑板；石墨加热器活动罩在石墨坩埚的外围，支撑板设置于石墨坩埚的底部；石墨加热器由前石墨板、后石墨板、左石墨板、右石墨板和顶部石墨板围拢而成；前石墨板、后石墨板、左石墨板、右石墨板和顶部石墨板均为矩形；

顶部石墨板与前石墨板、后石墨板、左石墨板、右石墨板分别依靠搭接件连接为一体；

搭接件由侧翼和垂直翼组成，侧翼和垂直翼互相垂直；侧翼的尾部设置有安装孔，垂直翼的尾部设置有安装孔；

侧翼平贴与顶部石墨板接触，垂直翼平贴与前石墨板或后石墨板或左石墨板或右石墨板接触。

其中：侧翼的长度为14-16厘米，垂直翼的长度为14-16厘米。

根据本发明根据化学工业出版社2007年1月北京第一版第一次印刷的《太阳能电池材料》第151页的记载：晶体凝固时，一般自坩埚的底部开始，晶体在底部形成核并逐渐向上生长，在不同的热场设计中，固液界面的形状呈现凹形或凸形。需要特殊的热场设计，使得硅熔体在凝固时，自底部开始到上部结束，其固液界面始终保持与水平面平行，称为平面固液界面凝固技术。这样制备出来的铸造多晶硅硅片的表面和晶界垂直，可以使相关太阳电池有效地避免界面的负面影响。

可见尽量保持固液界面始终与水平面平行是提高成晶率的关键。

经过多次试验测量，传统的GT Solar 450炉子的固液界面的形状呈现比较明显的凹形，具体见图1。

传统的GT Solar 450因为热场设计不合理，导致成晶率偏低，只有61-63％。成晶率的计算方式是：去头尾去边皮后能用于切割的成品重量与投料量重量的比值。

传统的GT Solar 450的不足表现在：目前美国GT Solar 450炉子普遍存在的缺陷晶粒较小，中部杂质无法排出及严重的微晶现象，这使生产的可利用率大大降低，从而使生产成本增加。

微晶的产生机理主要是热场的原因，并非长晶速度过快的原因。只要长晶速度不超过2cm/h，降低长晶速度是可以改善微晶的，但影响了生产效率，并且能耗也增加了。目前GT Solar 450的热场的固液界面并非是平坦的，而是一条浴盆曲线，中心温度高，四周温度低，那么为什么会出现这种现象呢？由于坩埚顶部增加了加热器，因为热场是一个温区，因此顶部的功率不能单独调节的，当隔热笼打开后，四周开始散热，为了恒定长晶的温度因此功率会逐渐增大，因此顶部的温度会比四周的温度要高，而且温差会越来越大，这就造成了硅锭中心的温度偏高，虽然通过提升隔热笼的位置可以控制长晶的温度梯度，但这种凹型固液界面会使杂质向温度高的位置迁移，造成硅锭中心部分的杂质浓度大大高于其它区域，如果杂质超过一定范围，则会在中心位置形成新的晶核，由于此时的排列都是非规则的，而且生产速度并不快晶体都长不大，因此这个区域就出现了微晶的现象。这就是为何用好料铸锭微晶的现象就较小或没有，而差料就会经常出现的原因，这种状况通过简单的工艺调整是很难弥补的。

现有技术中可能有通过复杂的工艺来适当提高成晶率的，但是可能涉及高昂的用电成本或其他负面影响。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多晶铸锭炉改良热场，通过将搭接件的垂直翼适当延长的简单技术就可以明显提高成晶率。

本实用新型的技术方案为：

一种多晶铸锭炉改良热场，包括铸锭炉炉体，炉体内部设置有石墨加热器、石墨坩埚、支撑板；石墨加热器活动罩在石墨坩埚的外围，支撑板设置于石墨坩埚的底部；石墨加热器由前石墨板、后石墨板、左石墨板、右石墨板和顶部石墨板围拢而成；前石墨板、后石墨板、左石墨板、右石墨板和顶部石墨板均为矩形；

顶部石墨板与前石墨板、后石墨板、左石墨板、右石墨板分别依靠搭接件连接为一体；

搭接件由侧翼和垂直翼组成，侧翼和垂直翼互相垂直；侧翼的尾部设置有安装孔，垂直翼的尾部设置有安装孔；

侧翼平贴与顶部石墨板接触，垂直翼平贴与前石墨板或后石墨板或左石墨板或右石墨板接触。

其中：侧翼的长度为14-16厘米，垂直翼的长度为19-26厘米。