[实用新型]有效控制晶体生长梯度温度的多晶硅铸锭炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种多晶硅铸锭炉，特别涉及一种可有效调控多晶硅锭的生长所需的梯度温度的铸锭炉。

背景技术

多晶硅铸锭处于光伏行业的前端，对后续硅片、电池片等的生产起着决定性的作用。多晶硅铸锭采用定向凝固的方法，通过电加热将装载在石英坩埚中硅料熔化，再利用一定的工艺方法从坩埚底部开始形核、长晶，最终形成满足要求的多晶硅锭。多晶硅硅锭在生产过程中晶体生长是最核心的一个环节，而晶体生长过程中良好稳定的温度梯度是理想的柱状多晶硅生长的必要条件。现有的多晶硅锭生产所使用的铸锭炉，在晶体生长阶段，根据工艺要求可活动的隔热笼会逐渐提升，会造成隔热笼与底部保温板之间的缝隙会越来越大，而使附着石墨坩埚的石英坩埚的侧部形成一个低温区，不利于竖直柱状多晶的生长。另外，现有的多晶硅锭生产所使用的铸锭炉，温度梯度是通过控制电加热器，并通过石墨冷却台与可活动的隔热笼之间的配合来实现温度梯度控制的，硅锭在生产过程中温度梯度实质上是处于一种半失控状态的。

发明内容

本实用新型提供了一种有效控制晶体生长梯度温度的多晶硅铸锭炉，解决了现有的硅锭在生产过程中温度梯度处于半失控状态的技术问题。

本实用新型是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种有效控制晶体生长梯度温度的多晶硅铸锭炉，包括铸锭炉上炉体和铸锭炉下炉体，在铸锭炉下炉体内固定设置有石墨支撑柱，在石墨支撑柱上设置有石墨冷却台，在石墨冷却台上设置有活动隔热条，在活动隔热条上设置有石英坩埚，在石墨冷却台与铸锭炉下炉体的炉底之间设置有底部保温板，在铸锭炉下炉体的炉底内设置有溢流棉，在铸锭炉上炉体上设置有可升降隔热笼，在可升降隔热笼内设置有电加热器，在可升降隔热笼底端与底部保温板之间设置有间隔缝，在可升降隔热笼的顶端设置有顶部隔热板，在石墨冷却台的下底面上扣接有强冷导热盒，在强冷导热盒的盒底面上分别设置有强冷导流冷却气输入口和强冷导流冷却气输出口，在强冷导流冷却气输入口上连接有强冷导流冷却气输入管，在强冷导流冷却气输入管的另一端连接有强冷导流冷却液氩装置。

在石墨冷却台的两侧设置有石墨冷却台侧部隔热条，在石墨冷却台侧部隔热条下底面上连接有间隔缝隔热条。

本实用新型结构简单，操作方便，特别适合在现实生产中使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的强冷导热盒3的结构示意图；

图3是本实用新型的强冷导热盒3在俯视方向上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

一种有效控制晶体生长梯度温度的多晶硅铸锭炉，包括铸锭炉上炉体9和铸锭炉下炉体13，在铸锭炉下炉体13内固定设置有石墨支撑柱12，在石墨支撑柱12上设置有石墨冷却台11，在石墨冷却台11上设置有活动隔热条5，在活动隔热条5上设置有石英坩埚6，在石墨冷却台11与铸锭炉下炉体13的炉底之间设置有底部保温板15，在铸锭炉下炉体13的炉底内设置有溢流棉14，在铸锭炉上炉体9上设置有可升降隔热笼10，在可升降隔热笼10内设置有电加热器7，在可升降隔热笼10底端与底部保温板15之间设置有间隔缝16，在可升降隔热笼10的顶端设置有顶部隔热板8，在石墨冷却台11的下底面上扣接有强冷导热盒3，在强冷导热盒3的盒底面上分别设置有强冷导流冷却气输入口17和强冷导流冷却气输出口18，在强冷导流冷却气输入口17上连接有强冷导流冷却气输入管1，在强冷导流冷却气输入管1的另一端连接有强冷导流冷却液氩装置。

在石墨冷却台11的两侧设置有石墨冷却台侧部隔热条4，在石墨冷却台侧部隔热条4下底面上连接有间隔缝隔热条2。

本实用新型由强冷导流冷却气输入管1、冷导流冷却气压缩泵、石墨冷却台11和强冷导热盒3构建了石墨冷却台11的气体强冷机构，通过对冷却气体种类、流量的调整可实现可控的不同等级的冷却效果。石墨冷却台11的底部加装此气体强冷机构，使硅锭在生产过程中温度梯度可控。本实用新型公开的强冷导流冷却气输入管1可以由石墨、刚玉等长期在小于或等于650℃下无宏观变形和无挥发物的材料制造而成。

本实用新型由间隔缝隔热条2、石墨冷却台侧部隔热条4、活动隔热条5、可升降隔热笼10的内层保温条在热场内部构建了隔热系统，避免了在晶体生长阶段隔热笼打开时，大量热量从可升降隔热笼10与底部保温板15之间的缝隙中散失，避免了在附着石墨坩埚的石英坩埚四周出现低温区，避免了在靠近石墨坩埚的石英坩埚四周部分晶体严重非竖直生长的情况。