[实用新型]一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置

说明书

一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，涉及太阳能电池制造设备领域，包括内置有坩埚的铸锭炉，在铸锭炉内设置有搅拌轴，搅拌轴通过传动机构与配套的驱动装置相接，在铸锭炉的炉盖上固定安装有用于带动驱动装置升降的升降机构；在铸锭炉的炉盖上固定设有与搅拌轴相配套的动态密封机构，在搅拌轴的下部固定安装有用于搅动坩埚内熔体的石墨搅拌叶片，在石墨搅拌叶片上固定复合有陶瓷涂层或陶瓷壳层。本实用新型通过石墨搅拌叶片上下搅动坩埚内熔体，使硅、锗熔体在坩埚中形成充分的水平对流，有利于降低晶体内的位错密度等缺陷，从而提高晶体的生产质量。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制造设备领域，特别是一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置。

背景技术

晶体硅和晶体锗等高纯度晶体的生长过程是晶体硅、晶体锗等太阳能电池生产过程中的重要环节。晶体生长的质量从根本上决定了其太阳能电池的性能。目前晶体硅和晶体锗等太阳能电池对应的硅、锗晶体主要在对应的铸锭炉内完成。多晶硅晶体的生长过程通常情况下为定向凝固过程，这个过程中由于分凝作用的影响，杂质元素会偏聚在硅熔体中。定向凝固可以对硅晶体中的杂质达到一定的去除效果，但是去除效果很大程度上受制于硅熔体的对流状态。目前多晶硅铸锭炉由于结构的限制，硅熔体的对流基本上为自发性对流（由密度差、氩气干扰产生），对流状态随长晶时间不断变化，难以控制。在现有技术中公开号为CN201610581744的中国专利文献公开了一种强制对流生长晶体硅的方法及其装置，该技术采用氮化硅叶轮对硅溶体进行搅拌，并且控制氮化硅叶轮距离硅晶体上部3-8cm，并且整个长晶过程中氮化硅叶轮转速在26转每分钟以下。由于叶轮材质问题（氮化硅叶轮成本高、纯度不容易控制）、叶轮转速问题（转速较低），该技术和装置不能在晶体硅生长过程中提供有效且可控的溶体对流。因此需要研制一种在晶体硅、锗晶体生长过程中能够使硅熔体形成充分且可控对流的生产装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构简单可靠、使用方便且能够在硅熔体内产生充分的水平对流的利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其特点是：包括内置有坩埚的铸锭炉，在铸锭炉内设置有搅拌轴，搅拌轴通过传动机构与配套的驱动装置相接，在铸锭炉的炉盖上固定安装有用于带动驱动装置升降的升降机构；在铸锭炉的炉盖上固定设有与搅拌轴相配套的动态密封机构，在搅拌轴的下部固定安装有用于搅动坩埚内熔体的石墨搅拌叶片，在石墨搅拌叶片上固定复合有陶瓷涂层或陶瓷壳层。

以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述升降机构包括竖向设置的丝杠导轨，丝杠导轨通过支架固定安装在铸锭炉炉盖上，在丝杠导轨上安装有丝杠滑块，在丝杠导轨顶部的支架上固定安装有配套的丝杠电机用于驱动丝杠滑块升降，所述的驱动装置通过支架固定连接在丝杠滑块上。

以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述的升降机构包括竖向设置的直线导轨，直线导轨通过支架固定安装在铸锭炉炉盖上，在直线导轨上滑动安装有导轨滑块，在直线导轨顶部的支架上固定安装有伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆与导轨滑块固定相连接，所述的驱动装置通过支架固定连接在导轨滑块上。

以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述的动态密封机构为磁流体密封、机械密封、正压气体保护密封、负压密封中的一种或几种组合。

以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述的驱动装置为驱动电机。驱动电机选用伺服电机，伺服电机通过配套的伺服控制器控制。

以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述搅拌轴的竖向投影位于坩埚的中心处。