的通孔區(qū)域相對于第一保溫板上的通孔區(qū)域分離時(shí)的示意圖，圖5為第二保溫板上的通孔區(qū)域相對于第一保溫板上的通孔完全重合時(shí)的示意圖。參考圖4，在該狀態(tài)下，第一保溫板I上的全部通孔區(qū)域11位于第二保溫板2上的實(shí)體區(qū)域22的上部，而第一保溫板I上的全部實(shí)體區(qū)域12位于第二保溫板2上的通孔區(qū)域21的上部，從而，第一保溫板和第二保溫板在豎直方向上，形成了一個(gè)封閉的圓形區(qū)域，在這種情況下，該豎直方向上封閉的圓形區(qū)域與多晶鑄錠爐內(nèi)的隔熱籠充分接觸，形成良好的保溫空間，能夠最大限度的實(shí)現(xiàn)保溫功能，使多晶鑄錠的熔料過程中的熱量不會(huì)浪費(fèi)；而參考圖5，在該狀態(tài)下，第一保溫板I上的全部通孔區(qū)域11位于第二保溫板2上的通孔區(qū)域21的上部，而第一保溫板I上的全部實(shí)體區(qū)域12位于第二保溫板2上的實(shí)體區(qū)域22的上部，從而第一保溫板和第二保溫板相配合，在豎直方向上，形成一個(gè)具有多個(gè)均勻分布的通孔區(qū)域的圓形區(qū)域，在這種情況下，散熱板的通孔區(qū)域進(jìn)行散熱，能夠?qū)崿F(xiàn)熱量的均勻散發(fā)，能夠使多晶鑄錠的定向凝固過程中實(shí)現(xiàn)熱量的均勻散發(fā)，從而保證多晶熔體中的溫度梯度的均勻性，保證晶體定向凝固后形成的晶體的質(zhì)量。
[0032]通過上述描述可知，本申請實(shí)施例提供的一種多晶鑄錠爐及其定向凝固裝置，由于能夠通過旋轉(zhuǎn)第二保溫板，實(shí)現(xiàn)第二保溫板與第一保溫板之間的通孔的相對位置的改變，實(shí)現(xiàn)對通孔的面積的調(diào)整，從而能夠方便的實(shí)現(xiàn)多晶鑄錠的熔料過程的保溫以及保證定向凝固過程中的溫度梯度的均勻性，從而能夠保證溫度梯度的連續(xù)穩(wěn)定和柱狀晶體的生長質(zhì)量。
[0033]在上述定向凝固裝置中，所述第一保溫板和所述第二保溫板的外輪廓可以優(yōu)選為圓形，這樣就能夠更好的實(shí)現(xiàn)第一保溫板和第二保溫板之間相對的旋轉(zhuǎn)。
[0034]進(jìn)一步的，所述第一保溫板可以優(yōu)選的利用石墨立柱進(jìn)行固定，也就是說，將第一保溫板設(shè)置于石墨立柱之上，并且將其固定不動(dòng)，而只是將第二保溫板進(jìn)行相對于第一保溫板的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)在保溫和定向凝固兩個(gè)過程間的模式切換。
[0035]在上述定向凝固裝置中，所述第一保溫板和所述第二保溫板的材質(zhì)可以優(yōu)選為石墨。石墨材質(zhì)能夠保證第一保溫板和第二保溫板具有良好的保溫性能，同時(shí)其機(jī)械性能更優(yōu)。
[0036]在上述定向凝固裝置中，所述旋轉(zhuǎn)部件可以優(yōu)選的包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和軸承。其中，將第二保溫板與軸承固定連接，而軸承能夠在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動(dòng)力作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第二保溫板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)第二保溫板上的通孔區(qū)域與第一保溫板上的通孔區(qū)域之間的相對位置的改變，最終實(shí)現(xiàn)在多晶鑄錠過程中的熔料過程和定向凝固過程之間的切換。
[0037]本發(fā)明提供的一種多晶鑄錠爐，包括如上所述的任一種定向凝固裝置。正是由于包括上述任一種定向凝固裝置，因此能夠方便的實(shí)現(xiàn)多晶鑄錠的熔料過程的保溫以及保證定向凝固過程中的溫度梯度的均勻性，從而能夠保證溫度梯度的連續(xù)穩(wěn)定和柱狀晶體的生長質(zhì)量。
[0038]本發(fā)明提供的一種多晶鑄錠方法，該方法利用如上所述的任一種多晶鑄錠爐，步驟包括:
[0039]旋轉(zhuǎn)所述第二保溫板，當(dāng)所述第二保溫板的實(shí)體區(qū)域全部位于所述第一保溫板的通孔區(qū)域的下部時(shí)，進(jìn)行硅料的熔化；
[0040]在上述步驟中，需要說明的是，這種情況下，第一保溫板和第二保溫板所處的狀態(tài)如圖4所示，正是由于第一保溫板的通孔區(qū)域全部被第二保溫板的實(shí)體區(qū)域所遮擋，因此二者和隔熱籠形成一個(gè)封閉的區(qū)域，保證熔料過程中熱量不會(huì)過多的散失掉。
[0041]硅料熔化完畢后，旋轉(zhuǎn)所述第二保溫板，當(dāng)所述第二保溫板的通孔區(qū)域部分或全部位于所述第一保溫板的通孔區(qū)域的下部時(shí)，進(jìn)行晶體的定向生長。
[0042]需要說明的是，在該步驟中，第一保溫板的通孔區(qū)域全部位于第二保溫板的通孔區(qū)域的下部時(shí)所處的狀態(tài)如圖5所示，正是由于第一保溫板的通孔區(qū)域全部處于第二保溫板的通孔區(qū)域的下部，因此能實(shí)現(xiàn)最大限度的散熱面積，而且由于所有的通孔區(qū)域的面積都是相同的，因此各個(gè)區(qū)域的散熱都是均勻的，從而保證多晶定向凝固時(shí)熔體內(nèi)的溫度梯度更穩(wěn)定，從而保證柱狀晶體的生長質(zhì)量。另外，需要說明的是，可以根據(jù)實(shí)際所散熱的需求，通過控制第二保溫板相對于第一保溫板旋轉(zhuǎn)的幅度，來對散熱通孔的面積進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對散熱速率的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對鑄錠生長速度的調(diào)節(jié)。
[0043]通過上述描述可知，本申請實(shí)施例提供的多晶鑄錠方法，由于采用了上述定向凝固方法，因而能夠保證柱狀晶體的生長質(zhì)量。
[0044]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定向凝固裝置，其特征在于，包括第一保溫板、第二保溫板和旋轉(zhuǎn)部件； 所述第一保溫板和所述第二保溫板的形狀完全相同，且表面設(shè)置有多個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域，每個(gè)所述同心圓環(huán)區(qū)域上等間隔地設(shè)置有多個(gè)大小相同的通孔區(qū)域，每個(gè)所述同心圓環(huán)區(qū)域上相鄰的兩個(gè)通孔區(qū)域之間的實(shí)體區(qū)域與所述通孔區(qū)域的形狀相同； 所述第一保溫板固定在石墨支持平臺的下部； 所述第二保溫板與所述旋轉(zhuǎn)部件固定連接，且所述第二保溫板的上表面緊鄰所述第一保溫板的下表面，且所述第二保溫板上的通孔區(qū)域相對于所述第一保溫板上的通孔區(qū)域可選擇的完全重合、部分重合或分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向凝固裝置，其特征在于，所述第一保溫板和所述第二保溫板上設(shè)置的同心圓環(huán)區(qū)域的數(shù)量為8個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定向凝固裝置，其特征在于，所述第一保溫板和所述第二保溫板的外輪廓為圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的定向凝固裝置，其特征在于，所述第一保溫板利用石墨立柱進(jìn)行固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定向凝固裝置，其特征在于，所述第一保溫板和所述第二保溫板的材質(zhì)為石墨。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定向凝固裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)部件包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和軸承。
7.—種多晶鑄錠爐，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的定向凝固裝置。
8.—種多晶鑄錠方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求7所述的多晶鑄錠爐，步驟包括: 旋轉(zhuǎn)所述第二保溫板，當(dāng)所述第二保溫板的實(shí)體區(qū)域全部位于所述第一保溫板的通孔區(qū)域的下部時(shí)，進(jìn)行硅料的熔化； 硅料熔化完畢后，旋轉(zhuǎn)所述第二保溫板，當(dāng)所述第二保溫板的通孔區(qū)域部分或全部位于所述第一保溫板的通孔區(qū)域的下部時(shí)，進(jìn)行晶體的定向生長。
【專利摘要】本申請公開了一種定向凝固裝置，包括第一保溫板、第二保溫板和旋轉(zhuǎn)部件；所述第一保溫板和所述第二保溫板的形狀完全相同，且表面設(shè)置有多個(gè)同心圓環(huán)區(qū)域，每個(gè)所述同心圓環(huán)區(qū)域上等間隔地設(shè)置有多個(gè)大小相同的通孔區(qū)域，每個(gè)所述同心圓環(huán)區(qū)域上相鄰的兩個(gè)通孔區(qū)域之間的實(shí)體區(qū)域與所述通孔區(qū)域的形狀相同；所述第一保溫板固定在石墨支持平臺的下部；所述第二保溫板與所述旋轉(zhuǎn)部件固定連接，且所述第二保溫板的上表面緊鄰所述第一保溫板的下表面，且所述第二保溫板上的通孔區(qū)域相對于所述第一保溫板上的通孔區(qū)域可選擇的完全重合、部分重合或分離。本申請還公開了多晶鑄錠爐和多晶鑄錠方法，能保證溫度梯度的連續(xù)穩(wěn)定和柱狀晶體的生長質(zhì)量。
【IPC分類】C30B28-06, C30B29-06
【公開號】CN104674341
【申請?zhí)枴緾N201510125501
【發(fā)明人】周天群, 曾祥輝, 鐘錚
【申請人】重慶大全新能源有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月20日