[实用新型]分层蛇形多晶硅铸锭炉石墨侧加热器

说明书

本实用新型公开了一种分层蛇形多晶硅铸锭炉石墨侧加热器，涉及光伏设备铸锭技术领域，包括8片侧加热器单体、3个吊臂、3个电极和4块角连接板，侧加热器单体为蛇形且按每层4片构成上层侧加热器和下层侧加热器，吊臂中下段与上层侧加热器、下层侧加热器连接，使得上层侧加热器和下层侧加热器并联连接，吊臂将侧加热器分为均等的三相，电极连接于吊臂顶端，角连接板连接上层侧加热器单体和下层侧加热器单体且连接同一层内左右相邻的侧加热器单体。本实用新型将侧加热器设计为上下两层并联结构，可有效降低侧加热器的电阻，提高侧加热器的峰值功率；平衡了G8以及更大尺寸铸锭炉对石墨侧加热器功率和厚度的双重要求。

技术领域

本实用新型涉及光伏设备铸锭技术领域，特别是涉及一种分层蛇形多晶硅铸锭炉石墨侧加热器。

背景技术

太阳能光伏发电是新兴的可再生能源利用形式之一，近年来，太阳能光伏产业在国内外均取得了迅速的发展。光伏行业中，应用最为普遍的是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅硅片和多晶硅硅片，多晶硅片以其产能高、成本低等优点，占据了太阳能光伏产业的主导地位。

多晶硅铸锭炉是生产太阳能级多晶硅锭的主要设备，传统铸锭炉加热器采用电阻加热，加热源为50Hz的三相交流电源，加热器运行时，除产生焦耳热为铸锭炉提供热源外，同时也会产生电磁场，电磁场穿透熔硅表面，并在其表面产生洛伦兹力，影响熔体硅对流。因此，加热器作为多晶硅铸锭炉热场的核心部件，不仅决定炉内温场分布，而且对硅熔体对流以及杂质传输等起着至关重要的作用。现有技术中，多晶硅铸锭炉加热器大多采用大周期蛇形石墨加热器，呈三角形连接环绕于坩埚护板四周，加热器电磁场在熔硅表面穿透层内产生随加热器形状周期性向上和向下的洛伦兹力，严重影响熔体对流以及长晶固液界面的稳定性。

此外，随着多晶硅铸锭炉的不断升级，G7、G8等铸锭炉逐步出现并投入生产，投料量及硅锭尺寸大大增加，这使得环绕于坩埚护板四周的侧加热器长度增加，所需加热器峰值功率也随之增加。同时，铸锭炉紧凑的热场空间要求加热器厚度不宜过大，较厚的石墨加热器占据较多热场空间，不仅限制了硅锭尺寸，且由于人工误差的存在，上下料时极易造成护板加热器之间碰撞，缩短加热器使用寿命。因此，在侧加热器长度及峰值功率同时增加的条件下，单层石墨侧加热器难以满足G7、G8等大尺寸铸锭炉对加热器厚度及功率的双层要求。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种分层蛇形多晶硅铸锭炉石墨侧加热器，平衡了G8以及更大尺寸铸锭炉对石墨侧加热器功率和厚度的双重要求。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种分层蛇形多晶硅铸锭炉石墨侧加热器，包括8片侧加热器单体、3个吊臂、3个电极和4块角连接板，侧加热器单体为蛇形且按每层4片构成上层侧加热器和下层侧加热器，吊臂中下段与上层侧加热器、下层侧加热器连接，使得上层侧加热器和下层侧加热器并联连接，吊臂将侧加热器分为均等的三相，电极连接于吊臂顶端，角连接板连接上层侧加热器单体和下层侧加热器单体且连接同一层内左右相邻的侧加热器单体。

技术效果：本实用新型将侧加热器设计为上下两层并联结构，可有效降低侧加热器的电阻，提高侧加热器的峰值功率；平衡了G8以及更大尺寸铸锭炉对石墨侧加热器功率和厚度的双重要求。

本实用新型进一步限定的技术方案是：

进一步的，上层侧加热器高度L1＞20mm，下层侧加热器高度L2＞20mm。

前所述的分层蛇形多晶硅铸锭炉石墨侧加热器，吊臂位于上层侧加热器上方的高度D1＞20mm，吊臂位于上层侧加热器和下层侧加热器之间的高度D2＞0mm。

前所述的分层蛇形多晶硅铸锭炉石墨侧加热器，侧加热器单体包括若干蛇形周期，相邻蛇形周期之间具有气体间隙，气体间隙的宽度为5～50mm。

前所述的分层蛇形多晶硅铸锭炉石墨侧加热器，吊臂呈L型且其长臂中下段与上层侧加热器、下层侧加热器连接。