[发明专利]一种多晶硅铸锭炉

说明书

技术领域：

本发明涉及太阳电池制造技术领域，尤其涉及一种多晶硅铸锭炉。

背景技术：

太阳能电池可以将光能转换为电能，是现代节能社会发展的一个重点。根据基体材料的不同，现有的太阳能电池分为多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池和类单晶硅太阳能电池。其中，单晶硅太阳能电池的转化效率高，但生产成本也高，多晶硅太阳能电池的转化效率比单晶硅太阳能电池低1%-2%，但其生产成本也低，而类单晶硅太阳能电池是介于单晶硅电池和多晶硅太阳能电池之间的电池。综合考虑，目前市场上的太阳能电池仍以多晶硅太阳能电池为主，类单晶硅太阳能电池也占有较大的比重。

现有用于生产多晶硅太阳能电池的多晶硅锭通常采用定向凝固法制得，其基本原理是：将硅料放置在多晶硅铸锭炉的坩埚内，利用多晶硅铸锭炉内的加热装置对坩埚加热，使硅料完全熔化成液态，再通过控制炉内的温度变化，形成纵向的温度梯度，对硅料溶液进行自下而上的冷却，实现晶体的定向生长。

类单晶硅太阳能电池的类单晶硅锭采用类似多晶硅锭的低成本铸造方法制成，即首先在坩埚底部铺设一定厚度的籽晶层，并在籽晶层上方堆放硅料；对坩埚加热，使所述硅料完全熔化成液态，并使籽晶层部分熔化，其余部分的籽晶层仍保持固态，固态籽晶层用于引导后续生长成为具有与籽晶相同晶体学取向的硅晶体；通过控制炉内的温度变化，形成垂直于坩埚底部的纵向温度梯度，对硅料溶液进行自下而上的冷却，实现晶体的定向生长。

但是，现有的多晶硅锭和类单晶硅锭的的生产方法，能耗较大，能源利用率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明申请的目的在于提供一种多晶硅铸锭炉，以减少硅锭生产的能耗，提高能源利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种多晶硅铸锭炉，包括隔热笼、坩埚和定向助凝块，所述隔热笼内表面设置有石墨纸。

优选的，所述石墨纸直接粘贴在所述隔热笼内表面。

优选的，所述石墨纸通过石墨螺栓固定在所述隔热笼内表面。

优选的，所述隔热笼分为顶隔热笼、侧隔热笼和底隔热笼。

优选的，所述定向助凝块与底隔热笼之间的距离为180mm~260mm。

优选的，所述定向助凝块与底隔热笼之间的距离为180mm。

优选的，所述坩埚的高度为480mm~600mm。

优选的，所述坩埚的高度为600mm。

本发明所提供的技术方案中，多晶硅铸锭炉的隔热笼内表面设置有石墨纸，所述石墨纸的表面光滑，对红外热辐射有很好的反射作用，减小了炉内热量的散失，提高了隔热笼的保温隔热能力，进而减少硅锭生产过程中的能耗，提高了能源利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多晶硅铸锭炉的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种多晶硅铸锭炉的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种多晶硅铸锭炉在长晶阶段的状态图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术部分所述，现有的多晶硅锭和类单晶硅锭的的生产方法，能耗较大，能源利用率较低。

发明人研究发现，由于石墨硬毡具有良好的保温性能且密度较小，所以现有多晶硅铸锭炉一般采用石墨硬毡作为隔热笼的保温材料。但是，石墨硬毡的隔热保温作用主要是由于其内的气泡孔和本身的材质特性，对热量的传导起到了阻碍作用，但是对于红外热辐射传播的阻碍能力较弱。

本发明公开了一种多晶硅铸锭炉，包括隔热笼、坩埚和定向助凝块，所述隔热笼内表面设置有石墨纸。

由上述方案可以看出，多晶硅铸锭炉的隔热笼内表面设置有石墨纸，所述石墨纸的表面光滑，对红外热辐射有很好的反射作用，减小了炉内热量的散失，提高了隔热笼的保温隔热能力，进而减少硅锭生产过程中的能耗，提高了能源利用率。