專利名稱：準(zhǔn)單晶鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏太陽(yáng)能電池生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是一種準(zhǔn)單晶鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
能源問(wèn)題是當(dāng)今世界上最大的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。傳統(tǒng)能源的大量使用，致使世界能源存儲(chǔ)量急劇下降，而且使環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重的危害，新興無(wú)污染能源就成了能源技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。太陽(yáng)能是長(zhǎng)久性的綠色能源之一，在太陽(yáng)能利用中，光伏電池是目前最主要的一種產(chǎn)品，硅晶體是光伏電池生產(chǎn)的基礎(chǔ)材料。硅晶體包括單晶體、多晶體，單晶體與多晶體的區(qū)別在于它們的原子結(jié)構(gòu)排列不同，單晶體的原子結(jié)構(gòu)排列是晶核長(zhǎng)成晶面取向相同的有序排列，而多晶體的的原子結(jié)構(gòu)排列是晶核長(zhǎng)成晶面取向不同的無(wú)序排列，兩者主要是由它們的加工工藝決定的。實(shí)際應(yīng)用中，單晶硅電池光電轉(zhuǎn)換率較高可達(dá)14% 17%，而多晶硅電池轉(zhuǎn)換效率僅為1 14%。因此，單晶將是今后光伏太陽(yáng)能利用的重要產(chǎn)品材料。但目前在光伏鑄造準(zhǔn)單晶，準(zhǔn)單晶得率偏低50%，目前鑄錠爐內(nèi)的坩堝底部均為平底結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)工藝過(guò)程中坩堝底部籽晶融化控制困難，溫度控制的好壞也會(huì)直接影響長(zhǎng)晶效率，而且易造成資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理、長(zhǎng)晶效率高且節(jié)能環(huán)保的準(zhǔn)單晶鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，滿足市場(chǎng)需求。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案這種準(zhǔn)單晶鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括上下吻合匹配的上保溫爐體、下保溫爐體，下保溫爐體內(nèi)底部設(shè)有一組支撐桿，支撐桿上設(shè)有坩堝，坩堝上方設(shè)有進(jìn)氣管，坩堝外設(shè)有活動(dòng)熱場(chǎng)腔室，活動(dòng)熱搶腔室內(nèi)設(shè)有加熱組件，活動(dòng)熱場(chǎng)腔室包括上隔熱板、下隔熱板，該上隔熱板、下隔熱板外密閉活動(dòng)套接有隔熱套體，隔熱套體上連接有一組提升桿；加熱組件包括上加熱板、側(cè)加熱板，上加熱板設(shè)于上隔熱板與坩堝之間，側(cè)加熱板設(shè)于坩堝外側(cè)；上隔熱板中穿設(shè)有上溫度傳感器，下隔熱板中穿設(shè)有下溫度傳感器；坩堝底部呈倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)，倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)下端設(shè)有儲(chǔ)存容器，該儲(chǔ)存容器內(nèi)設(shè)有籽晶，儲(chǔ)存容器底部設(shè)有定向長(zhǎng)晶塊。這樣，這樣，通過(guò)活動(dòng)熱場(chǎng)腔室的設(shè)置，使用時(shí)能將熱場(chǎng)分割為冷缺區(qū)、梯度區(qū)、加熱區(qū)三個(gè)區(qū)域，通過(guò)定向勻速控制隔熱套體。通過(guò)兩個(gè)加熱板和兩個(gè)溫度傳感器對(duì)坩堝進(jìn)行加熱升溫檢測(cè)，使熱場(chǎng)內(nèi)的溫度得到有效控制， 有效控制熱場(chǎng)的垂直溫度梯度，保證長(zhǎng)晶過(guò)程定向勻速。由于坩堝底部呈倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)，并在倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)下端設(shè)置儲(chǔ)存容器，再在儲(chǔ)存容器內(nèi)放置籽晶，使籽晶一直處于冷卻區(qū)內(nèi)，有效避免了在引晶過(guò)程中籽晶融化的狀況出現(xiàn)，從而提高了鑄造準(zhǔn)單晶的準(zhǔn)單晶得率。進(jìn)一步，上溫度傳感器、下溫度傳感器為相互獨(dú)立的熱電偶。溫度傳感器相互獨(dú)立設(shè)置便于獨(dú)立控制各區(qū)域的溫度，在減少了生產(chǎn)過(guò)程中電能浪費(fèi)的同時(shí)，也提高了準(zhǔn)單晶得率。
本發(fā)明有益的效果是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)合理、緊湊，通過(guò)在活動(dòng)熱場(chǎng)腔室的設(shè)置，并在坩堝底部設(shè)置倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)，可明顯提高長(zhǎng)晶效果；在倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)下端設(shè)置儲(chǔ)存容器，再在儲(chǔ)存容器內(nèi)放置籽晶，在引晶過(guò)程中，籽晶能一直處于冷卻區(qū)內(nèi)，避免籽晶融化，從而提高了鑄造準(zhǔn)單晶得率。采用本發(fā)明鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑄造準(zhǔn)單晶，得率可達(dá) 95% 100%。本發(fā)明成本合理，準(zhǔn)單晶得率高，操作方便，使用效果好，值得推廣。


圖1為本發(fā)明剖視時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明上保溫爐體1，下保溫爐體2，支撐桿3，坩堝4，進(jìn)氣管5，活動(dòng)熱場(chǎng)腔室6，加熱組件7，上隔熱板8，下隔熱板9，隔熱套體10，提升桿11，上加熱板12，側(cè)加熱板13，上溫度傳感器14，下溫度傳感器15，倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)16，儲(chǔ)存容器17，定向長(zhǎng)晶塊 18，籽晶19。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
參照附圖本實(shí)施例中的這種準(zhǔn)單晶鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括上下吻合匹配的上保溫爐體1、下保溫爐體2，下保溫爐體2內(nèi)底部設(shè)有一組支撐桿3，支撐桿3上設(shè)有坩堝4，坩堝4 上方設(shè)有進(jìn)氣管5，坩堝4外設(shè)有活動(dòng)熱場(chǎng)腔室6，活動(dòng)熱搶腔室6內(nèi)設(shè)有加熱組件7，活動(dòng)熱場(chǎng)腔室6包括上隔熱板8、下隔熱板9，該上隔熱板8、下隔熱板9外密閉活動(dòng)套接有隔熱套體10，隔熱套體10上連接有一組提升桿11 ；加熱組件7包括上加熱板12、側(cè)加熱板13， 上加熱板12設(shè)于上隔熱板8與坩堝4之間，側(cè)加熱板13設(shè)于坩堝4外側(cè)；上隔熱板8中穿設(shè)有上溫度傳感器14，下隔熱板9中穿設(shè)有下溫度傳感器15 ；坩堝4底部呈倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)16，倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)16下端設(shè)有儲(chǔ)存容器17，該儲(chǔ)存容器內(nèi)設(shè)有籽晶19，儲(chǔ)存容器 17底部設(shè)有定向長(zhǎng)晶塊18。上溫度傳感器14、下溫度傳感器15為相互獨(dú)立的熱電偶。本發(fā)明使用時(shí)，隔熱套體9在提升桿10提升的過(guò)程中，由于在隔熱套體9、隔熱環(huán) 12等的作用下，熱場(chǎng)被分割冷缺區(qū)、梯度區(qū)、加熱區(qū)三個(gè)區(qū)域，在上溫度傳感器15、下溫度傳感器16的傳感信號(hào)下控制上加熱板13、側(cè)加熱板14的加熱散熱，使硅能定向結(jié)晶，使結(jié)晶凝固過(guò)程得到有效控制，從而提高準(zhǔn)單晶得率。由于坩堝4底部呈倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)16， 可明顯提高長(zhǎng)晶效果。在倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)16下端設(shè)置儲(chǔ)存容器17，再在儲(chǔ)存容器17內(nèi)放置籽晶19，使籽晶19 一直處于冷卻區(qū)內(nèi)，有效避免了在引晶過(guò)程中籽晶19融化的狀況出現(xiàn)，從而進(jìn)一步提高了鑄造準(zhǔn)單晶的準(zhǔn)單晶得率。采用本發(fā)明鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑄造準(zhǔn)單晶，得率可達(dá)95% 100%。雖然本發(fā)明已通過(guò)參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
權(quán)利要求
1.一種準(zhǔn)單晶鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括上下吻合匹配的上保溫爐體(1)、下保溫爐體 (2)，所述下保溫爐體(2)內(nèi)底部設(shè)有一組支撐桿(3)，所述支撐桿(3)上設(shè)有坩堝(4)，所述坩堝(4)上方設(shè)有進(jìn)氣管(5)，所述坩堝(4)外設(shè)有活動(dòng)熱場(chǎng)腔室(6)，所述活動(dòng)熱場(chǎng)腔室(6)內(nèi)設(shè)有加熱組件(7)，其特征是所述活動(dòng)熱場(chǎng)腔室(6)包括上隔熱板(8)、下隔熱板 (9)，該上隔熱板(8)、下隔熱板(9)外密閉活動(dòng)套接有隔熱套體(10)，所述隔熱套體(10)上連接有一組提升桿(11);所述加熱組件(7)包括上加熱板(12)、側(cè)加熱板(13)，所述上加熱板(12)設(shè)于上隔熱板(8)與坩堝(4)之間，所述側(cè)加熱板(13)設(shè)于坩堝(4)外側(cè)；所述上隔熱板(8)中穿設(shè)有上溫度傳感器(14)，所述下隔熱板(9)中穿設(shè)有下溫度傳感器(15);所述坩堝(4)底部呈倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)(16)，所述倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)(16)下端設(shè)有儲(chǔ)存容器 (17)，該儲(chǔ)存容器內(nèi)設(shè)有籽晶(19)，所述儲(chǔ)存容器(17)底部設(shè)有定向長(zhǎng)晶塊(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)單晶鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征是所述上溫度傳感器(14)、 下溫度傳感器(15)為相互獨(dú)立的熱電偶。
全文摘要
一種準(zhǔn)單晶鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括上下吻合匹配的上保溫爐體、下保溫爐體，下保溫爐體內(nèi)底部設(shè)有一組支撐桿，支撐桿上設(shè)有坩堝，坩堝上方設(shè)有進(jìn)氣管，坩堝外設(shè)有活動(dòng)熱場(chǎng)腔室，坩堝底部呈倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)，倒置棱臺(tái)腔體結(jié)構(gòu)下端設(shè)有儲(chǔ)存容器，該儲(chǔ)存容器內(nèi)設(shè)有籽晶，儲(chǔ)存容器底部設(shè)有定向長(zhǎng)晶塊，活動(dòng)熱場(chǎng)腔室內(nèi)設(shè)有加熱組件、上下溫度傳感器等。本發(fā)明通過(guò)上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可明顯提高長(zhǎng)晶效果；在引晶過(guò)程中，籽晶能一直處于冷卻區(qū)內(nèi)，避免籽晶融化，從而提高了鑄造準(zhǔn)單晶得率。采用本發(fā)明鑄錠爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑄造準(zhǔn)單晶，得率可達(dá)95%～100%。
文檔編號(hào)C30B11/00GK102433585SQ201110404818
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者潘頌 申請(qǐng)人:浙江綠谷光伏科技有限公司