[实用新型]一种多晶铸锭炉氩气吹扫导流装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种多晶铸锭炉氩气吹扫导流装置。

背景技术：

目前，光伏太阳能行业生产多晶硅锭过程中，多采用定向凝固工艺，使用的设备为多晶硅铸锭定向凝固炉。多晶铸锭炉热场由耐高温材料制成，包括石墨加热器，石墨碳纤维保温装置。在铸锭过程中，需要石墨加热器产生1500℃的高温，熔化装在石英坩埚的原生硅硅料。熔化完成后，硅溶液延径向温度梯度定向凝固。在上述过程中，放置硅材料的容器为石英坩埚，熔化硅料所需的高温，高于石英坩埚的软化温度，所以要在石英坩埚的四周和底部放置高强度的石墨护板，起保护作用，防止高温下石英坩埚变形破裂。石英坩埚上方需加盖板，防止热场掉落杂物。为平衡硅溶液向四周的扩张力，石墨护板高度需要高于硅溶液的最大高度。由于硅料使用的是块状多晶硅，装料时会产生30％的空隙。所以尽管装料已经溢出石英坩埚的顶端，但熔化后仍会在盖板和硅锭表面形成一定的空间。

硅晶体生长过程中，硅溶液与石英坩埚接触，以及SiO气体与石墨热场接触，在高温环境下会发生下列反应：Si(固)+SiO2(固)＝2SiO(气)；SiO(气)+C(固)＝CO(气)+Si(固)；CO(气)+2Si(固)＝SiC(固)+SiO(气)。如果上述的反应气体没有及时从硅溶液表面空间带走排出，则杂质会进入硅锭内部析出，影响硅锭质量和切片良率。

根据伯努利方程：p+1/2ρv2+ρgh＝C，坩埚盖板进气孔面积决定氩气进气气流速度，护板的出气孔面积决定出气气体流速。在气体流量一定的情况下，气体流速越大，所在位置的压强越小。而现有的氩气导流系统，出气孔的尺寸普遍较大，通过出气口的气体流速较慢，故出气口处的压强较大，杂质气体从出气口流出坩埚内部后，容易二次回流污染硅锭。

实用新型内容：

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种多晶铸锭炉氩气吹扫导流装置，它结构设计合理，构造简单，安装方便，造价低廉，通过减小出气孔面积和改变杂质气体的流动方式，既能够通过氩气吹扫有效的带走更多硅液挥发的杂质，又能防止杂质气体从出气孔排出后又倒流回坩埚内部空间，对硅锭造成二次污染，大大提高了杂质气体的清除效果，充分保证了硅锭的质量，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种多晶铸锭炉氩气吹扫导流装置，包括一水平设置的上端开放的石英坩埚，在石英坩埚的底面外侧安装有石墨底板，在石英坩埚的四周外侧安装有石墨壁板，石墨壁板的上部高出石英坩埚的上端，在石墨壁板上部高出石英坩埚的部分沿石墨壁板的周向间隔设置有若干个出气孔，在石墨护板的上端面安装有一盖板，在盖板和石墨壁板的外侧分别设有加热器，在盖板的中部设有一通孔，一竖直设置的外接氩气的进气管穿过通孔插入到石英坩埚的上方，所述出气孔为锥孔，出气孔的小口设在石墨壁板的外侧表面上，出气孔的大口设在石墨壁板的内侧表面上，在石墨壁板的外侧表面上沿石墨壁板的周向水平安装有一倾斜向下的导流板，导流板的上端与石墨壁板螺纹相连，导流板的下端悬空设置，且导流板整体倾斜遮挡在出气孔的外侧。

本实用新型采用上述方案，结构设计合理，构造简单，安装方便，造价低廉，通过减小出气孔面积和改变杂质气体的流动方式，既能够通过氩气吹扫有效的带走更多硅液挥发的杂质，又能防止杂质气体从出气孔排出后又倒流回坩埚内部空间，对硅锭造成二次污染，大大提高了杂质气体的清除效果，充分保证了硅锭的质量，实现了有效降低硅锭碳氧含量的目的。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1、石英坩埚，2、石墨底板，3、石墨壁板，4、出气孔，5、盖板，6、加热器，7、进气管，8、导流板。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。