一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，它包括：爐壁、隔熱層、加熱器、坩堝、熱交換器、隔熱條、石墨柱、水冷盤、水冷盤升降機構、活動隔熱層移動機構和活動隔熱層，所述的爐壁內設有坩堝，所述的坩堝的外側設有加熱器，加熱器的外側設有隔熱層，隔熱層的下部設有活動隔熱層移動機構，活動隔熱層移動機構上設有活動隔熱層，坩堝的下部設有熱交換器，熱交換器的兩側設有隔熱條，熱交換器的下部設有水冷盤，所述的水冷盤與水冷盤升降機構固設，水冷盤升降機構的兩側設有石墨柱，該裝置能有效提高鑄錠成品率，降低多晶硅錠能耗，解決長晶中后期長晶動力不足的矛盾。
【專利說明】—種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉光伏行業的多晶硅鑄錠爐的熱場結構，具體是一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置。
【背景技術】
[0002]在快速發展的光伏行業，晶體硅電池憑借其高效率和穩定性占據了絕大部分的份額，其中多晶硅電池以其低成本、高效率、低光衰等優勢，具有較高的性價比和競爭優勢，因而成為當前市場上占據份額最大的光伏電池。
[0003]多晶硅主要采用定向凝固的方式制造，即將硅料裝在石英坩堝內，在真空爐內用電阻加熱的方式將硅料融化，然后從底部冷卻，硅液從坩堝底部開始向上逐漸凝固，最后得到多晶硅錠，目前市場上使用的鑄錠爐熱場按照底部冷卻方式主要分為三種，一種是側隔熱層提升式；一種是底隔熱板下降式；一種是底部隔熱板橫向打開式，其中以前兩種為主。
[0004]三種熱場均是在長晶階段將熱場底部隔熱層打開，進行坩堝底部冷卻。然而，隔熱層打開后整個熱場將和外部相通，致使坩堝側面溫度降低，溫度梯度加大，影響了晶粒的垂直生長。同時，當前的一些新鑄錠工藝，要求在硅料融化的過程中保持坩堝底部溫度較低，當前的做法是在硅料融化中后期和長晶過程中需要打開隔熱籠，這樣就增加了化料的能耗，同時延長了硅料融化時間，增加了粘鍋的幾率。
實用新型內容
[0005]實用新型目的:針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能優化硅錠晶粒裝置，提高鑄錠成品率，降低多晶硅錠能耗的太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置。
[0006]技術方案:本實用新型所述的一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，它包括:爐壁、隔熱層、加熱器、坩堝、熱交換器、隔熱條、石墨柱、水冷盤、水冷盤升降機構、活動隔熱層移動機構和活動隔熱層，所述的爐壁內設有坩堝，所述的坩堝的外側設有加熱器，加熱器的外側設有隔熱層，隔熱層的下部設有活動隔熱層移動機構，活動隔熱層移動機構上設有活動隔熱層，坩堝的下部設有熱交換器，熱交換器的兩側設有隔熱條，熱交換器的下部設有水冷盤，所述的水冷盤與水冷盤升降機構固設，水冷盤升降機構的兩側設有石墨柱。
[0007]所述的隔熱層由上隔熱層、側隔熱層、和底隔熱層組成。
[0008]所述的底隔熱層上設有孔，該孔的直徑大于水冷盤的直徑。
[0009]所述的加熱器由上加熱器和側加熱器組成。
[0010]所述的隔熱條由上隔熱條和下隔熱條組成[0011 ] 所述的水冷盤由銅板和水冷管組成。
[0012]有益效果:本實用新型所述的一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，與現有技術相比，具有以下優點:
[0013]1、使用本實用新型將熱場分割為上、下兩室,能夠減少熱場四周熱量散失,減少硅液橫向溫度梯度，優化柱狀晶垂直生長，同時降低鑄錠能耗；[0014]2、采用水冷盤方式帶走坩堝底部熱量，有利于提高坩堝內垂直溫度梯度，能夠有效解決長晶中后期長晶動力不足的矛盾；
[0015]3、通過控制水流量控制水冷盤帶走熱量，有利于調鑄錠不同階段坩堝底部散熱速度，優化不同階段晶體生長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為硅料融化階段時本實用新型的結構示意圖；
[0017]圖2.為長晶階段時本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0019]如圖1、圖2所示，本實用新型所述的一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，它包括:爐壁1、隔熱層2、加熱器3、坩堝4、熱交換器5、隔熱條6、石墨柱7、水冷盤8、水冷盤升降機構9、活動隔熱層移動機構10和活動隔熱層11。
[0020]所述的爐壁I內設有坩堝4，所述的坩堝4的外側設有加熱器3，加熱器3由上加熱器31和側加熱器32組成，分別位于坩堝4的上部和側面，加熱器3的外側設有隔熱層2，所述的隔熱層2由上隔熱層21、側隔熱層22以及底隔熱層23組成，上隔熱層21、側隔熱層22層固定在上爐41上，底隔熱層23固定在下爐體42上，底隔熱層23上有直徑大于水冷盤8的直徑的孔231，打開或者關閉孔231通過移動隔熱層2的下部設有的活動隔熱層11實現，活動隔熱層11的下方設有活動隔熱層移動機構10，通過活動隔熱層移動機構10實現平移，隔熱層11關閉時，活動隔熱層11與底隔熱層23、側隔熱層22、上隔熱層21組成封閉結構；所述的隔熱條6由上隔熱條61和下隔熱條62組成，上隔熱條61和下隔熱條62皆為環形結構，由至少一層固化碳氈組成，上隔熱條61固定在側隔熱層22內壁四周，下隔熱條62固定在熱交換器5底部四周，爐體閉合時，上隔熱條61和下隔熱條62互相貼合；所述的水冷盤8位于熱交換器5的底部，水冷盤8由銅板和水冷管組成，水冷盤9與水冷盤升降機構10固設并通過水冷盤升降機構10實現上下移動，如圖2所示，水冷盤8位于上位時其上表面與熱交換器5下表面緊貼，如圖1所示，位于下位時，水冷盤8位于活動隔熱層11以下；
[0021]如圖1所示，在硅料融化階段，活動隔熱層11關閉，整個熱場為密閉結構，水冷盤8位于活動隔熱層11以下，停留在熱場以外。
[0022]如圖2所示，在長晶階段，活動隔熱層11打開，水冷盤8上移，直到其上表面與熱交換器5的底面緊貼，同時，通過調節水冷盤8上設有的水管內的水流量，控制水冷盤8帶走熱量的速度從而控制長晶速度，水流量控制范圍為ri0m3/h。
【權利要求】
1.一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，其特征在于:它包括:爐壁(I)、隔熱層(2)、加熱器(3)、坩堝(4)、熱交換器(5)、隔熱條(6)、石墨柱(7)、水冷盤(8)、水冷盤升降機構(9)、活動隔熱層移動機構(10)和活動隔熱層(11)，所述的爐壁(I)內設有坩堝(4)，所述的坩堝(4)的外側設有加熱器(3)，加熱器(3)的外側設有隔熱層(2)，隔熱層(2)的下部設有活動隔熱層移動機構(10)，活動隔熱層移動機構(10)上設有活動隔熱層(11)，坩堝(4)的下部設有熱交換器(5)，熱交換器(5)的兩側設有隔熱條(6)，熱交換器(5)的下部設有水冷盤(9)，所述的水冷盤(9)與水冷盤升降機構(10)固設，水冷盤升降機構(10)的兩側設有石墨柱(8)。
2.根據權利要求1所述的一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，其特征在于:所述的隔熱層(2)由上隔熱層(21)、側隔熱層(22)、和底隔熱層(23)組成。
3.根據權利要求2所述的一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，其特征在于:所述的底隔熱層(23)上設有孔(231)。
4.根據權利要求3所述的一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，其特征在于:所述的孔(231)的直徑大于水冷盤(9)的直徑。
5.根據權利要求1所述的一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，其特征在于:所述的加熱器(3 )由上加熱器(31)和側加熱器(32 )組成。
6.根據權利要求1所述的一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，其特征在于:所述的隔熱條(6)由上隔熱條(61)和下隔熱條(62)組成。
7.根據權利要求1所述的一種太陽電池用多晶硅鑄錠熱場裝置，其特征在于:所述的水冷盤(8)由銅板和水冷管組成。
【文檔編號】C30B28/06GK203668553SQ201320765028
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】郭寬新, 孫海知, 潘歡歡, 宋江, 邢國強 申請人:奧特斯維能源（太倉）有限公司