[发明专利]准单晶铸锭炉热场结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏太阳能电池生产领域，尤其是一种准单晶铸锭炉热场结构。

背景技术

能源问题是当今世界上最大的热点问题之一。传统能源的大量使用，致使世界能源存储量急剧下降，而且使环境污染问题日趋严重，对人类社会的发展构成严重的危害，新兴无污染能源就成了能源技术发展的必然趋势。太阳能是长久性的绿色能源之一，在太阳能利用中，光伏电池是目前最主要的一种产品，硅晶体是光伏电池生产的基础材料。硅晶体包括单晶体、多晶体，单晶体与多晶体的区别在于它们的原子结构排列不同，单晶体的原子结构排列是晶核长成晶面取向相同的有序排列，而多晶体的的原子结构排列是晶核长成晶面取向不同的无序排列，两者主要是由它们的加工工艺决定的。实际应用中，单晶硅电池光电转换率较高可达14%～17%，而多晶硅电池转换效率仅为12%～14%。因此，单晶将是今后光伏太阳能利用的重要产品材料。但目前在光伏铸造准单晶，准单晶得率偏低50%，目前铸锭炉内的坩埚底部均为平底结构，在生产工艺过程中坩埚底部籽晶融化控制困难，温度控制的好坏也会直接影响长晶效率，而且易造成资源浪费。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种结构合理、长晶效率高且节能环保的准单晶铸锭炉热场结构，满足市场需求。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种准单晶铸锭炉热场结构，包括上下吻合匹配的上保温炉体、下保温炉体，下保温炉体内底部设有一组支撑杆，支撑杆上设有坩埚，坩埚上方设有进气管，坩埚外设有活动热场腔室，活动热抢腔室内设有加热组件，活动热场腔室包括上隔热板、下隔热板，该上隔热板、下隔热板外密闭活动套接有隔热套体，隔热套体上连接有一组提升杆；加热组件包括上加热板、侧加热板，上加热板设于上隔热板与坩埚之间，侧加热板设于坩埚外侧；上隔热板中穿设有上温度传感器，下隔热板中穿设有下温度传感器；坩埚底部呈倒置棱台腔体结构，倒置棱台腔体结构下端设有储存容器，该储存容器内设有籽晶，储存容器底部设有定向长晶块。这样，这样，通过活动热场腔室的设置，使用时能将热场分割为冷缺区、梯度区、加热区三个区域，通过定向匀速控制隔热套体。通过两个加热板和两个温度传感器对坩埚进行加热升温检测，使热场内的温度得到有效控制，有效控制热场的垂直温度梯度，保证长晶过程定向匀速。由于坩埚底部呈倒置棱台腔体结构，并在倒置棱台腔体结构下端设置储存容器，再在储存容器内放置籽晶，使籽晶一直处于冷却区内，有效避免了在引晶过程中籽晶融化的状况出现，从而提高了铸造准单晶的准单晶得率。

进一步，上温度传感器、下温度传感器为相互独立的热电偶。温度传感器相互独立设置便于独立控制各区域的温度，在减少了生产过程中电能浪费的同时，也提高了准单晶得率。

本发明有益的效果是：本发明的结构合理、紧凑，通过在活动热场腔室的设置，并在坩埚底部设置倒置棱台腔体结构，可明显提高长晶效果；在倒置棱台腔体结构下端设置储存容器，再在储存容器内放置籽晶，在引晶过程中，籽晶能一直处于冷却区内，避免籽晶融化，从而提高了铸造准单晶得率。采用本发明铸锭炉热场结构进行铸造准单晶，得率可达95%～100%。本发明成本合理，准单晶得率高，操作方便，使用效果好，值得推广。

附图说明

图1为本发明剖视时的结构示意图。

附图标记说明：上保温炉体1，下保温炉体2，支撑杆3，坩埚4，进气管5，活动热场腔室6，加热组件7，上隔热板8，下隔热板9，隔热套体10，提升杆11，上加热板12，侧加热板13，上温度传感器14，下温度传感器15，倒置棱台腔体结构16，储存容器17，定向长晶块18，籽晶19。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照附图：本实施例中的这种准单晶铸锭炉热场结构，包括上下吻合匹配的上保温炉体1、下保温炉体2，下保温炉体2内底部设有一组支撑杆3，支撑杆3上设有坩埚4，坩埚4上方设有进气管5，坩埚4外设有活动热场腔室6，活动热抢腔室6内设有加热组件7，活动热场腔室6包括上隔热板8、下隔热板9，该上隔热板8、下隔热板9外密闭活动套接有隔热套体10，隔热套体10上连接有一组提升杆11；加热组件7包括上加热板12、侧加热板13，上加热板12设于上隔热板8与坩埚4之间，侧加热板13设于坩埚4外侧；上隔热板8中穿设有上温度传感器14，下隔热板9中穿设有下温度传感器15；坩埚4底部呈倒置棱台腔体结构16，倒置棱台腔体结构16下端设有储存容器17，该储存容器内设有籽晶19，储存容器17底部设有定向长晶块18。上温度传感器14、下温度传感器15为相互独立的热电偶。