專利名稱：一種光伏鑄錠爐用保溫石墨護板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能電池制備技術領域，更具體的說是涉及一種制備硅錠的鑄錠爐用保溫石墨護板。
背景技術：
目前在光伏行業鑄錠爐鑄造硅錠時，一般采用先進的定向凝固技術使晶粒定向生長，該技術的關鍵點是需要使融化狀態的硅料從坩堝的底部向上逐漸冷卻，從而達到硅錠從坩堝底部至坩堝頂部定向結晶的目的。由于石英坩堝02在高溫下會軟化，自身無法承載內部的硅料，因此在鑄錠時需要將石英坩堝02放置于石墨支撐底板03上，石墨支撐底板03與散熱臺04接觸，以保證石英坩堝02內的硅料從底部向頂部定向結晶，同時采用四塊石墨護板01固定石英坩堝四周外圍，石墨支撐底板03和石墨護板01在鑄錠過程中支撐高溫下軟化的石英坩堝02，保證石英坩堝02的完整。但是，石英坩堝四周外圍的石墨護板邊緣與石墨支撐底板直接完全接觸，如圖1中所示，石墨熱導率在129w/(m · k)左右，遠大于石英坩堝熱導率，石墨護板邊緣與石墨支撐底板完全接觸導致接觸傳熱，從而導致熔融硅料在結晶過程中石墨護板因石墨支撐底板的影響而溫度大幅降低，從而導致石英坩堝側壁溫度低于硅料熔點，導致熔融硅料以坩堝側壁為基點形成晶核，向石英坩 堝中心雜亂生長，與豎直方向生長晶粒沖突，形成大量晶體缺陷，硅錠中部位置晶粒晶向錯亂，最終影響多晶硅錠內在質量。因此，如何能夠避免石英坩堝側壁的溫度過快的降低到熔融硅料的熔點以下，保證娃錠晶粒的結晶方向單一,從而保證娃錠內部晶粒方向的一致性,保證娃錠內在質量是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，以避免石英坩堝側壁的溫度過快的降低到熔融硅料的熔點以下，保證硅錠晶粒的結晶方向單一，從而保證硅錠內部晶粒方向的一致性,保證娃錠內在質量。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，用于支撐石英坩堝的四周外圍，且所述保溫石墨護板用于與石墨支撐底板相接觸的底面設置有用于減小所述保溫石墨護板與所述石墨支撐底板接觸面積的凹槽。優選的，所述保溫石墨護板的底面設置有多個所述凹槽。優選的，所述凹槽沿所述保溫石墨護板的底面的長度方向均勻設置。優選的，所述凹槽的切面形狀為梯形。優選的，所述凹槽的切面形狀為等腰梯形。優選的，所述凹槽的深度不大于30mm。優選的，還包括設置于所述保溫石墨護板與石英坩堝接觸面上的隔熱凹槽，所述隔熱凹槽內設置有隔熱保溫層，且所述隔熱保溫層將所述隔熱凹槽填平。優選的，所述隔熱保溫層為石墨氈層。優選的，所述隔熱凹槽的高度在10cm-40cm的范圍內。由以上技術方案可以看出本實用新型所提供的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板在用于與石墨支撐底板相接觸的底面設置了用于減小保溫石墨護板與石墨支撐板接觸面積的凹槽，因此保溫石墨護板的底面與石墨支撐底板由完全接觸更改為間斷式接觸，其接觸面積大大減小，因此保溫石墨護板向石墨支撐底板所散發的熱量將大大減少，從而降低了保溫石墨護板的降溫速度，保證了整個石英坩堝從底部開始逐漸向頂部冷卻，從而保證熔融硅料在結晶過程中保持固液面微小“凸”字形形狀，保證了硅錠內部晶粒結晶生長方向較好的一致性，避免娃錠內部產生過多碎小晶粒,從而有效減少了娃錠內部的質量缺陷。
圖1為現有技術中安裝好的石墨護板、石墨支撐底板以及石英坩堝的剖面示意圖；圖2為現有技術中的光伏鑄錠爐用石墨護板的正面示意圖；圖3為圖2中所示的光伏鑄錠爐用石墨護板的側面示意圖4為本實用新型實施例所提供的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板的正面示意圖；圖5為圖4中所示的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板的側面示意圖。
具體實施方式
本實用新型的核心是提供一種光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，該保溫石墨護板通過減小與石墨支撐底板的接觸面積降低了石英坩堝側面溫度降低的速度，從而保證了整個石英坩堝從底部開始逐漸向頂部冷卻，使硅錠內部晶粒結晶生長方向具有較好的一致性，有效減少娃錠內部的質量缺陷。為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。請同時參考圖4和圖5，圖4為本實用新型實施例所提供的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板的正面示意圖，圖5為圖4中所示的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板的側面示意圖。本實用新型所公開的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，主要用于支撐石英坩堝的四周外圍，其頂部留有兩個窗口，用于硅錠頂部氣體流通，與現有技術相比，本實施例的核心改進點在于，保溫石墨護板I用于與石墨支撐底板相接觸的底面上設置了用于減小保溫石墨護板I與石墨支撐底板接觸面積的凹槽6，如圖4中所示。本實用新型所提供的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板I在安裝好之后，其底面與石墨支撐底板的接觸將由原來的完全接觸變為間斷式接觸。由于改為間斷式接觸，因此保溫石墨護板I的底面與石墨支撐底板的接觸面積將大大減小，因此保溫石墨護板I向石墨支撐底板所散發的熱量將大大減少，從而降低了保溫石墨護板I的降溫速度，保證了整個石英坩堝從底部開始逐漸向頂部冷卻，從而使石英坩堝內部的晶粒沿同一方向生長，并且在整個生長過程中固液面呈現“凸”字形，保證了硅錠內部晶粒結晶生長方向較好的一致性，有效減少了硅錠內部的質量缺陷。所謂固液面為定向凝固法鋳造硅錠時，熔融硅料在結晶時其固體與液體的分界面。上述實施例中的凹槽6可以設置ー個，也可設置有多個，為了進ー步優化本實用新型的技術方案，本實施例中優選的在保溫石墨護板I的底面上設置有多個凹槽6，當然，設置多個凹槽6的前提是要保證底面仍然可以穩定支撐整個保溫石墨護板1，多個凹槽6的設置進一步減小了保溫石墨護板I與石墨支撐底板的接觸面積，進ー步減少了保溫石墨護板I向石墨支撐底板所散發的熱量。本實施例中的凹槽6沿保溫石墨護板I底面的長度方向均勻設置，以增強保溫石墨護板I的底面對整個保溫石墨護板I支撐的穩定性。凹槽6可以為任意形狀，只要保證開設凹槽6后保溫石墨護板I的底面仍然能夠對整個保溫石墨護板I進行穩定的支撐，并且能夠減小保溫石墨護板I與石墨支撐底板的接觸面積即可，本實施例中的凹槽6的形狀設置為截面為梯形的凹槽，更為優選的方式是將其截面設置為等腰梯形，相應的凹槽6之間用于支撐保溫石墨護板I的凸起其截面也為等腰梯形，該種截面形狀的凸起可以穩定支撐保溫石墨護板I并且其加工較為簡便。 上述實施例中的凹槽6的深度，即凹槽6的開ロ至其底面之間的距離可有較大變化，但開設有凹槽6的保溫石墨護板依然要滿足對石英坩堝側面的支撐，并且整個石英坩堝側面均應與保溫石墨護板I接觸，本實施例中的凹槽6的深度優選的在30mm及其以下，以保證保溫石墨護板I對石英坩堝側面的有效支撐。為了進一歩降低保溫石墨護板I的降溫速度，本實施例中還在保溫石墨護板I與石英坩堝相接觸的一面上設置了隔熱凹槽，并在隔熱凹槽內設置了隔熱保溫層5，該隔熱保溫層5將隔熱凹槽填平，以保證保溫石墨護板I與石英坩堝相接觸的一面為平面。側面的隔熱凹槽和隔熱保溫層5的設置使導熱性能良好的保溫石墨護板I與石英坩堝用隔熱保溫層5隔開，減少硅錠側面溫度散失，保證硅錠整個結晶過程硅錠側面一直處于高溫狀態，硅錠散熱集中于硅錠底部，熔融硅料在硅錠底部開始結晶成核，并向上結晶生長，形成固液面呈現微小“凸”字形形狀，從而保證硅錠內部晶粒方向的一致性，保證硅錠內部質量。上述實施例中的隔熱保溫層5材料可以有多種選擇，為了使隔熱保溫層5與保溫石墨護板更好的結合，本實施例中的隔熱保溫層5優選的為石墨氈層，該石墨氈層即可采用石墨硬氈也可采用石墨軟氈，通過保溫的石墨氈將石英坩堝與導熱良好的保溫石墨護板I隔離，減少石英坩堝側面溫度的散失。隔熱凹槽的深度應小于保溫石墨護板I的厚度，并且其高度優選的在10cm-40cm的范圍內，隔熱凹槽的長度可以根據實際生產進行設定，并且以不影響與其相鄰的保溫石墨護板I的安裝為宜。以上對本實用新型所提供的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
權利要求1.一種光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，用于支撐石英坩堝的四周外圍，其特征在于，所述保溫石墨護板(I)用于與石墨支撐底板相接觸的底面設置有用于減小所述保溫石墨護板 (O與所述石墨支撐底板接觸面積的凹槽(6)。
2.根據權利要求1所述的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，其特征在于，所述保溫石墨護板(I)的底面設置有多個所述凹槽(6)。
3.根據權利要求2所述的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，其特征在于，所述凹槽(6)沿所述保溫石墨護板(I)的底面的長度方向均勻設置。
4.根據權利要求2所述的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，其特征在于，所述凹槽(6)的切面形狀為梯形。
5.根據權利要求4所述的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，其特征在于，所述凹槽(6)的切面形狀為等腰梯形。
6.根據權利要求1所述的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，其特征在于，所述凹槽(6)的深度不大于30mm。
7.根據權利要求1所述的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，其特征在于，還包括設置于所述保溫石墨護板(I)用于與石英坩堝相接觸一面上的隔熱凹槽，所述隔熱凹槽內設置有隔熱保溫層(5 )，且所述隔熱保溫層(5 )將所述隔熱凹槽填平。
8.根據權利要求7所述的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，其特征在于，所述隔熱保溫層 (5)為石墨租層。
9.根據權利要求7所述的光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，其特征在于，所述隔熱凹槽的高度在10cm-40cm的范圍內。
專利摘要本實用新型涉及一種光伏鑄錠爐用保溫石墨護板，用于支撐石英坩堝的四周外圍，所述保溫石墨護板用于與石墨支撐底板相接觸的底面設置有用于減小所述保溫石墨護板與所述石墨支撐底板接觸面積的凹槽。由于在石墨支撐底板底面設置了凹槽，因此其底面與石墨支撐底板的接觸將由原來的完全接觸變為間斷式接觸，因此保溫石墨護板底面與石墨支撐底板的接觸面積將大大減小，其向石墨支撐底板所散發的熱量將大大減少，從而降低了保溫石墨護板的降溫速度，保證了整個石英坩堝從底部開始逐漸向頂部冷卻，使石英坩堝內部的晶粒沿同一方向生長，保證了硅錠內部晶粒結晶生長方向較好的一致性，有效減少了硅錠內部的質量缺陷。
文檔編號C30B28/06GK202881449SQ201220562300
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者潘家明 申請人:英利能源(中國)有限公司