[发明专利]降低高纯氩气使用量的多晶硅铸锭炉

说明书

本发明涉及一种高纯氩气使用量的多晶硅铸锭炉，它解决了现有多晶硅铸锭炉氩气通入量高利用率低、成本高、铸锭品质差的问题，其包括炉体，炉体内设有隔热托板，隔热托板上设有环形保温罩，环形保温罩周向内侧设有坩埚，且环形保温罩周向外侧设有加热器，炉体上端设有氩气进气口，下端设有若干氩气出气口，环形保温罩上端封闭，炉体靠近氩气进气口的一端的直径大小至另一端的直径大小逐渐变小，且炉体周向内侧和环形保温罩周向外侧之间形成锥形送气通道，环形保温罩周向内侧和坩埚周向外侧之间设有呈圆锥筒状的布气通道，且环形保温罩上设有连通结构。本发明拥有氩气通入量低、成本低、铸锭品质好等优点。

技术领域

本发明涉及多晶硅铸锭技术领域，具体涉及一种降低高纯氩气使用量的多晶硅铸锭炉。

背景技术

多晶硅是单质硅的一种形态，熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，这些晶粒接合起来便形成多晶硅。在太阳能光伏工业中生产太阳能光伏产品的工艺包括多晶硅铸锭、切割成片、制成电池片和封装为太阳能组件，可见多晶硅铸锭是太阳能光伏工业的重要组成部分，在多晶硅铸锭过程中，高纯氩气能提供一定的炉压，也可减缓炉内活性气体与硅料的化学反应，并带走杂质，同时流动还改善了整个炉内热场分布，但是很多现有设备中生产过程中氩气消耗量较大，增加了成本，且有的设备铸锭品质比较差。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种多晶硅铸锭炉的氩气预热装置[201621283665.9]，包括有炉体和氩气管，炉体内设置有保温罩，保温罩内设置有坩埚、顶部加热器和石墨盖板，石墨盖板位于坩埚上方，顶部加热器设置在石墨盖板上方，所述氩气管与氩气源相连，所述保温罩和顶部加热器之间设有水平安装的蛇管式预热器，蛇管式预热器具有进气口和出气口，进气口连通氩气管，出气口依次穿过顶部加热器的中部、石墨盖板的中部后伸入坩埚内。

上述方案在一定程度上解决了现有多晶硅铸锭炉铸锭品质比较差的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如，其通入的氩气没有较好的处理机构，通入的氩气较多，增加了铸锭的成本。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，有效降低高纯氩气使用量、成本低、铸锭品质高的降低高纯氩气使用量的多晶硅铸锭炉。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本降低高纯氩气使用量的多晶硅铸锭炉，包括炉体，所述的炉体内通过若干支撑柱设有水平设置的隔热托板，所述的隔热托板上设有呈环形设置的环形保温罩，所述的环形保温罩周向内侧设有设置在隔热托板上的坩埚，且所述的环形保温罩周向外侧设有与坩埚相对应的加热器，所述的炉体上端设有氩气进气口，下端设有若干氩气出气口，所述的环形保温罩上端封闭，所述的炉体靠近氩气进气口的一端的直径大小至另一端的直径大小逐渐变小，且所述的炉体周向内侧和环形保温罩周向外侧之间形成圆锥筒状的送气通道，且所述的送气通道靠近氩气进气口的一端的直径至另一端直径逐渐变小，所述的环形保温罩周向内侧和坩埚周向外侧之间设有呈圆锥筒状的布气通道，且所述的布气通道靠近氩气进气口一端的直径至另一端直径逐渐变大，且所述的环形保温罩上设有能将送气通道和布气通道相互连通的连通结构。通入氩气时，氩气从氩气进气口进入，进入送气通道，由于送气通道呈锥形，氩气更容易进入布气通道进行加热。

在上述的降低高纯氩气使用量的多晶硅铸锭炉中，所述的炉体周向内壁设有自上向下且呈螺旋状分布设置的螺旋导气凸条，且所述的螺旋导气凸条上端延伸至炉体靠近氩气进气口一端，另一端延伸至炉体靠近氩气出气口一端，也使氩气更容易进入布气通道。

在上述的降低高纯氩气使用量的多晶硅铸锭炉中，所述的环形保温罩上端通过弧形顶盖封闭，且所述的弧形顶盖朝向坩埚一侧弯曲。弧形顶盖使得通入的氩气不会直接进入布气通道，避免了过量的氩气浪费，也保证了铸锭的品质。