[实用新型]铸锭炉

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及晶体硅生产领域，特别涉及一种铸锭炉。

【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，应用最为普遍的是晶体硅太阳能电池，提高电池转化效率和降低太阳能发电成本一直是太阳能领域的两大奋斗目标。晶体硅片中的氧碳杂质影响电池片转换效率，在目前占主流的掺硼晶体硅片中，氧杂质会引起电池片转换效率的衰减，而碳杂质会产出硬质点并且碳沉淀还会引起漏电流进而影响转换效率。所以降低氧碳含量等杂质一直是硅锭生产的主要努力技术目标和重要而艰巨的任务之一。目前业界普遍接受的一种氧碳进入硅中的机制是：硅中的氧碳杂质主要分别来自于石英坩埚和热场中的石墨材料，其机理如下，Si+SiO2→SiO和C+SiO→SiC+CO，在此过程中SiO和CO气体渗入硅中从而把氧原子和碳原子带入硅中。在多晶硅铸锭过程的熔化阶段，由于铸锭炉的隔热笼闭合，内部气流的流向较为混乱，同时硅的液态以及温度高的环境，更容易使杂质渗入，从而导致硅锭中氧碳等杂质含量偏高。

铸锭炉是一种硅的定向凝固设备，其功能是将多晶硅料装入坩埚中后直接投入铸锭炉中，按照设定工艺经过熔化、定向结晶、退火及冷却几个阶段后成为有一定晶体生长方向的硅锭。在上述几个过程中，加热和熔化阶段中，隔热笼闭合以防止热量流失；到结晶阶段，隔热笼打开实现定向凝固。最重要的两个阶段为熔化阶段和长晶阶段，熔化阶段是将固态硅料加热到熔点后保持温度一段时间让固态硅料完全融化，此时需要隔热笼闭合，同时为了保持一定的气压需要向里面输入氩气。此时由于温度很高，密封的环境下气体种类多且流向复杂，这样的环境容易导致大量气体如CO、SiO等气体进入硅液中，从而导致大量氧碳等杂质的引入。

【实用新型内容】

基于此，有必要提供一种能够降低硅片中氧碳等杂质含量的铸锭炉。

为此，提出一种铸锭炉，包括：设有炉室的炉体；及安装在所述炉室中的隔热笼，所述隔热笼上设有连通隔热笼内外空间的弯曲气道。

在较佳的实施例中，所述隔热笼上设有用以供气体在隔热笼的内外空间进行流通的隔热气体筛，所述隔热气体筛包括贯穿所述隔热笼的保温材料，所述保温材料内部形成有多个对向延伸且交错排列的气体筛筛叶，所述多个气体筛筛叶之间间隔设置且所述多个气体筛筛叶分别与所述保温材料的剩余部分间隔设置以形成所述弯曲气道。

在较佳的实施例中，所述多个气体筛筛叶与所述保温材料的剩余部分呈锐角设置或相对于水平面倾斜设置。

在较佳的实施例中，所述气体筛筛叶呈方形或锯齿形或扇形，或方形、锯齿形及扇形中任意两种形状的混合形或三种形状的混合形。

在较佳的实施例中，所述炉体包括上炉体及与所述上炉体共同形成所述炉室的下炉体，所述隔热笼活动连接于所述上炉体。

在较佳的实施例中，所述炉室内设有固定在所述炉体上的石墨支柱及固定在所述石墨支柱上的热交换台，所述热交换台位于所述隔热笼内；所述铸锭炉还包括固定在所述石墨支柱上、用以与所述隔热笼贴合后防护所述热交换台的底隔热板，及固定在所述炉体上用以与所述隔热笼贴合的顶隔热板，所述顶隔热板、底隔热板及所述隔热笼共同形成用以容纳所述热交换台的空腔。

在较佳的实施例中，所述顶隔热板固定在所述上炉体上，所述顶隔热板上设有用以向所述炉室充氩气的管道。

在较佳的实施例中，还包括置于隔热笼内的顶加热器及侧加热器，其中所述顶加热器与所述顶隔热板相对设置，所述侧加热器置于所述顶加热器的一侧。

在较佳的实施例中，还包括将所述顶加热器及侧加热器悬挂在所述上炉体上的电极。

在较佳的实施例中，所述隔热笼包括钢架和附在所述钢架上的毡垫。

本实用新型的有益效果如下：隔热笼上排放气体的气道呈弯曲状，能够实现排放气体及减少热量损失的目的，同时又改善了在高温加热熔化阶段密封环境下气流复杂的混乱状态，大量减少了CO和SiO等气体进入硅液中的几率，从而能降低氧碳等杂质含量，提高硅片质量。

【附图说明】

图1为本实施方式的铸锭炉的结构示意图；

图2为图1中圆圈部分的放大图。

【具体实施方式】

下面结合附图1至附图2，详细说明本实施方式的铸锭炉的结构。

如图1所示，本实施方式的铸锭炉包括热交换台1、隔热气体筛4、隔热笼5、顶隔热板6、上炉体7、管道8、提升杆9、顶加热器10、侧加热器11、坩埚护板12、底隔热板13、下炉体14、石墨支柱15及气体筛筛叶16。