[发明专利]一种准单晶铸锭加热热场结构

说明书

本发明公开了一种准单晶铸锭加热热场结构，包括炉体，炉体内设置有隔热笼，隔热笼内部设置有坩埚，坩埚的顶部和底部分别设置有顶部加热器和底部加热器，顶部加热器连接有顶部加热电源，底部加热器连接有底部加热电源，顶部加热电源和底部加热电源为单独控制。坩埚的侧部设置有侧部加热器，侧部加热器为分段式结构，每一段加热器分别连接有分段加热电源，多个分段加热电源为单独控制；该准单晶铸锭加热热场结构，能够实现热场温度梯度分布，变化更均匀、平缓，以明显降低晶体内部的应力，抑制缺陷的产生和繁殖；同时构造微凸的长晶界面，以促进单晶晶粒的优势生长，增大单晶面积。

技术领域

本发明涉及光伏太阳能电池生产技术领域，尤其涉及一种准单晶铸锭加热热场结构。

背景技术

在化石能源逐渐枯竭，环境日益恶化的今天，太阳能发电成为人类未来替代能源的希望。晶体硅太阳电池凭借其高效率和高稳定性，成为最有优势的一种太阳能发电装置，其中多晶硅电池以较高的性价比，在当前市场上占据60％以上的份额。随着平价上网的趋势要求，以高效率为优势的单晶硅电池的成本不断下降，多晶硅铸锭面临强大的降本提效压力。

目前多晶硅铸锭的主流技术是小晶粒高效多晶硅铸锭，满足了前几年的市场需求，但该方向的效率提升似乎已近瓶颈，无法满足未来市场。然而，曾经一度被寄予厚望的准单晶(也即类单晶)铸锭，因为难以解决晶体缺陷控制问题而被搁浅。

因此，如何解决准单晶铸锭的缺陷，以加强对准单晶的应用，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种准单晶铸锭加热热场结构，能够实现热场温度梯度分布，变化更均匀、平缓，以明显降低晶体内部的应力，抑制缺陷的产生和繁殖；同时构造微凸的长晶界面，以促进单晶晶粒的优势生长，增大单晶面积。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种准单晶铸锭加热热场结构，包括炉体，所述炉体内设置有隔热笼，所述隔热笼内部设置有坩埚，所述坩埚用于盛放籽晶，所述坩埚的顶部和底部分别设置有顶部加热器和底部加热器，所述顶部加热器连接有顶部加热电源，所述底部加热器连接有底部加热电源，所述顶部加热电源和所述底部加热电源为单独控制。

作为优选，所述坩埚的侧部设置有侧部加热器，所述侧部加热器为分段式结构，每一段加热器分别连接有分段加热电源，多个所述分段加热电源为单独控制；

所述侧部加热器分为2～5段；

当所述坩埚内长晶高度逐渐上升至其中一段加热段对应高度时，该高度位置的分段加热电源停止对该段加热器加热。

作为优选，所述侧部加热器包括由上至下间隔设置的第一加热段、第二加热段和第三加热段，所述第一加热段连接有第一加热电源，所述第二加热段连接有第二加热电源，所述第三加热段连接有第三加热电源，所述第一加热电源、所述第二加热电源及所述第三加热电源为单独控制。

作为优选，所述顶部加热器包括设于所述坩埚顶面开口上方的顶面加热器，所述顶面加热器连接有顶面加热电源；及设于所述坩埚顶面周围上方的顶角加热器，所述顶角加热器连接有顶角加热电源；

所述顶面加热电源和所述顶角加热电源为单独控制。

作为优选，所述隔热笼包括位于侧部的侧部保温毡及位于顶部的顶部保温毡，所述侧部保温毡及所述顶部保温毡共同围成底部开口的倒开口结构，所述倒开口结构的底部开口处设置有能够水平打开或闭合的热门，所述热门连接有拉伸装置。

作为优选，所述侧部保温毡分别与所述顶部加热器、所述底部加热器之间的距离为0～10mm。

作为优选，所述炉体内还设置有若干支撑柱，所述支撑柱的顶部能够从所述隔热笼的底部伸入所述隔热笼内部，且所述支撑柱的顶部连接有DS块，所述坩埚设置于所述DS块上，所述底部加热器设置于所述DS块下方。