鑄造多晶硅的熱場控制裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。一種鑄造多晶硅的熱場控制裝置，包括爐體，所述爐體的頂部和側(cè)壁都設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)，所述爐體內(nèi)設(shè)有坩堝，所述爐體依次設(shè)有加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)，其特征在于，還包括驅(qū)動坩堝升降的坩堝升降機(jī)構(gòu)，所述坩堝的底壁內(nèi)表面設(shè)有黑色氮化硅粉層和鋪設(shè)在黑色氮化硅粉層上的多晶硅層，加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)從上向下依次分布。本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種鑄造多晶硅的熱場控制裝置，以提高整錠硅片的效率。

Hot field control device for casting polycrystalline silicon

The utility model relates to the technical field of silicon production. A casting polysilicon thermal field control device, which comprises a furnace body, top and side wall of the furnace body is provided with a heating mechanism, the crucible is provided with a furnace body, a heating zone, gradient zone and the cooling zone in the furnace body, which is characterized in that also includes a crucible lifting mechanism driving the crucible lift the bottom wall of the crucible, the inner surface of a silicon nitride layer and black polysilicon layer in black laying silicon nitride layer, a heating zone, gradient zone and the cooling zone are distributed from the top down. The utility model provides a hot field control device for casting polycrystalline silicon, in order to improve the efficiency of the whole ingot silicon wafer.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
鑄造多晶硅的熱場控制裝置
本技術(shù)涉及硅生產(chǎn)
，尤其涉及一種鑄造多晶硅的熱場控制裝置。
技術(shù)介紹
能源問題是當(dāng)今世界上最大的熱點(diǎn)問題之一。傳統(tǒng)能源的大量使用，致使世界能源存儲量急劇下降，而且使環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，對人類社會的發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重的危害，新興無污染能源就成了能源技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。太陽能是長久性的綠色能源之一，在太陽能利用中，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)排列是晶核長成晶面取向不同的無序排列，兩者主要是由它們的加工工藝決定的。現(xiàn)有的多晶硅生產(chǎn)爐包括爐體，爐體的頂部和側(cè)壁都設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)，爐體內(nèi)設(shè)有坩堝，爐體依次設(shè)有加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)。最初生產(chǎn)出的整錠硅片效率在16.8%-17%之間，為此設(shè)計(jì)出了如中國專利號為2013205686973的專利文件中公開的控制改進(jìn)，將整錠硅片效率提高到了17.6%。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)提供了一種鑄造多晶硅的熱場控制裝置，以提高整錠硅片的效率。以上技術(shù)問題是通過下列技術(shù)方案解決的：一種鑄造多晶硅的熱場控制裝置，包括爐體，所述爐體的頂部和側(cè)壁都設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)，所述爐體內(nèi)設(shè)有坩堝，所述爐體依次設(shè)有加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)，其特征在于，還包括驅(qū)動坩堝升降的坩堝升降機(jī)構(gòu)，所述坩堝的底壁內(nèi)表面設(shè)有黑色氮化硅粉層和鋪設(shè)在黑色氮化硅粉層上的多晶硅層，所述加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)從上向下依次分布。坩堝設(shè)置黑色氮化硅粉層和多晶硅層，使得在初始長晶時能夠生長出晶體均勻的多晶小晶粒晶核，對后期長晶起著初始引導(dǎo)作用。進(jìn)一步地使用時，使坩堝以180毫米每小時的速度，從加熱器移向冷卻區(qū)，使坩堝底部快速形成均勻小晶粒晶核。作為優(yōu)選，作為優(yōu)選，所述多晶硅層的厚度為1-5毫米。能夠進(jìn)一步提高在初始長晶時生長出晶體均勻的多晶小晶粒晶核的效果。作為優(yōu)選，所述坩堝本體包括內(nèi)鍋和套設(shè)在內(nèi)鍋上的外鍋，所述黑色氮化硅粉層設(shè)置在所述內(nèi)鍋的底壁的內(nèi)表面。當(dāng)坩堝不用于生產(chǎn)多晶硅即無需引導(dǎo)長出晶體均勻的多晶小晶粒晶核時，取出內(nèi)鍋，單獨(dú)使用外鍋即可，從而通過了本技術(shù)的通用性。作為優(yōu)選，所述內(nèi)鍋和外鍋之間填充有錫層。能夠提高使用時內(nèi)鍋和外鍋之間的導(dǎo)熱效果。本技術(shù)具有下述優(yōu)點(diǎn)：坩堝的結(jié)構(gòu)能夠在初始長晶時生長出晶體均勻的多晶小晶粒晶核，對后期長晶起著初始引導(dǎo)作用；狀態(tài)結(jié)構(gòu)能夠使得生產(chǎn)出的多晶硅缺陷少、位錯少，提高整錠硅片的效率到17.65-17.72%。附圖說明圖1為本技術(shù)實(shí)施例一的示意圖。圖2為本技術(shù)實(shí)施例二的中的坩堝的示意圖。圖中：爐體5、上加熱機(jī)構(gòu)51、上溫度傳感器52、側(cè)加熱機(jī)構(gòu)53、下溫度傳感器54、坩堝升降機(jī)構(gòu)6、吊籠61、升降電機(jī)62、坩堝7、黑色氮化硅粉層71、多晶硅層72、內(nèi)鍋73、外鍋74、錫層75。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本技術(shù)作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例一，參見圖1，一種鑄造多晶硅的熱場控制裝置包括爐體5和坩堝升降機(jī)構(gòu)6。爐體5的頂壁設(shè)有上加熱機(jī)構(gòu)51和上溫度傳感器52。爐體5的側(cè)壁設(shè)有側(cè)加熱機(jī)構(gòu)53。爐體5的底壁設(shè)有下溫度傳感器54。爐體5從上向下依次設(shè)有加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)，加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)的溫度依次降低，各個區(qū)的溫度控制在多少為現(xiàn)有技術(shù)。爐體5內(nèi)還設(shè)有坩堝7。坩堝7的底壁內(nèi)表面設(shè)有黑色氮化硅粉層71。黑色氮化硅粉層71上鋪設(shè)有多晶硅層72。多晶硅層72的厚度為1-5毫米。坩堝升降機(jī)構(gòu)6包括吊籠61和驅(qū)動吊籠升降的升降電機(jī)62。坩堝7在固定在吊籠61內(nèi)。使用時，通過坩堝升降機(jī)構(gòu)6使坩堝7以180毫米每小時的速度從加熱區(qū)經(jīng)梯度區(qū)移動到冷卻區(qū)。生產(chǎn)出的整錠硅片的效率到17.65-17.72%。實(shí)施例二，同實(shí)施例一的不同之處為：參見圖2，坩堝本體7包括內(nèi)鍋73和套設(shè)在內(nèi)鍋上的外鍋74。內(nèi)鍋73和外鍋74之間填充有錫層75，即內(nèi)鍋73和外鍋74通過錫層75連接在一起。黑色氮化硅粉層71設(shè)置在內(nèi)鍋73的底壁內(nèi)表面上。然后在黑色氮化硅粉層71上鋪設(shè)有多晶硅層72。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鑄造多晶硅的熱場控制裝置，包括爐體，所述爐體的頂部和側(cè)壁都設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)，所述爐體內(nèi)設(shè)有坩堝，所述爐體依次設(shè)有加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)，其特征在于，還包括驅(qū)動坩堝升降的坩堝升降機(jī)構(gòu)，所述坩堝的底壁內(nèi)表面設(shè)有黑色氮化硅粉層和鋪設(shè)在黑色氮化硅粉層上的多晶硅層，所述加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)從上向下依次分布。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鑄造多晶硅的熱場控制裝置，包括爐體，所述爐體的頂部和側(cè)壁都設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)，所述爐體內(nèi)設(shè)有坩堝，所述爐體依次設(shè)有加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)，其特征在于，還包括驅(qū)動坩堝升降的坩堝升降機(jī)構(gòu)，所述坩堝的底壁內(nèi)表面設(shè)有黑色氮化硅粉層和鋪設(shè)在黑色氮化硅粉層上的多晶硅層，所述加熱區(qū)、梯度區(qū)和冷卻區(qū)從上向下依次分布。2.根據(jù)權(quán)利要求1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬標(biāo)，張立新，
申請(專利權(quán))人：浙江綠谷光伏科技有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江,33