一種用于多晶硅鑄錠爐的冷卻裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開一種用于多晶硅鑄錠爐的冷卻裝置，將加熱籠內設置有一隔溫門，該隔溫門將加熱籠分為上下兩個腔室；所述上腔室為加熱室，于上腔室內頂部設有上加熱器，中部設有坩堝，下部設有下加熱器，用于對坩堝內的硅料快速熔化；所述下腔室為制冷室，于下腔室內底部設有換熱裝置，用于對坩堝勻速、均勻降溫，以便實現多晶硅均勻定向生長。該裝置結構簡單，操作方便，通過隔熱門，巧妙地將爐內冷熱分隔開，形成上下溫度梯度，通過控制隔熱門的開口大小、速度來控制多晶硅的冷卻速度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及多晶硅生產
，尤其涉及一種用于多晶硅鑄錠爐的冷卻裝置。
技術介紹
現有技術中太陽能電池板主要采用多晶硅制成，然而多晶硅的制作過程是首先在鑄錠爐內將硅原料加熱熔化，然后對坩堝內硅原料進行降溫、冷卻凝固形成多晶硅錠。上述技術中生產多晶硅錠，主要包括以下幾個階段熔化、定向結晶、退火、冷卻。多晶硅錠的生長過程中冷卻最為重要，多采用通過調節加熱器的功率，調節加熱籠與底部熱交換臺的接觸距離進行降溫，以便控制硅錠生長速度和生長方向。·還用通過設置循環盤管制冷裝置于坩堝底部，當坩堝加熱結束后，通過啟動制冷裝置循環冷媒主動將坩堝底部開始冷卻。上述制冷方式中都無法控制坩堝的冷卻位置，也無法理想控制坩堝內多晶硅的垂直液面生長方向，更不能控制多晶硅的理想生長速度，生產出來的多晶硅錠品質差，廢料多，生產效率低。現有鑄錠爐如圖I所示，申請號為201010176628. 9的中國專利，具體公開的是雙腔體隔熱籠的晶硅鑄錠爐。然而一種設有隔熱門的多晶硅鑄錠爐的冷卻方法及冷卻裝置尚未見報導。
技術實現思路
為解決現有的技術問題，本技術的目的是提供一種能廣出聞品質多晶娃淀的多晶硅鑄錠爐的冷卻裝置。為實現上述目的本技術采用的技術方案是一種用于多晶硅鑄錠爐的冷卻裝置，將加熱籠內設置有一隔溫門，該隔溫門將加熱籠分為上下兩個腔室；所述上腔室為加熱室，于上腔室內頂部設有上加熱器，中部設有坩堝，下部設有下加熱器，用于對坩堝內的硅料快速熔化；所述下腔室為制冷室，于下腔室內底部設有換熱裝置，用于對坩堝勻速、均勻降溫，以便實現多晶硅均勻定向生長。所述上腔室內設置有一定向溫度傳導裝置，所述定向溫度傳導裝置設置于坩堝和下加熱器之間。所述隔溫門為至少兩個門扇或者兩個門扇以上的對開隔溫門；所述隔溫門貫穿隔熱籠側壁與驅動電機連接，所述隔溫門通過驅動電機驅動與隔熱籠側壁滑動配合連接。所述隔溫門為多個對開門扇，每對對開門扇為一層，多對門扇可以形成兩層或三層結構，當兩個門扇對接后，由下層門扇封閉上層對接處的間隙，確保隔溫性能。所述隔溫門打開后，開口處可以形成長方形、正方形或圓形的結構。所述隔溫門的材質為固化碳纖維；所述換熱裝置采用水冷換熱盤。本技術的有益效果是I、本技術是將鑄錠爐加設隔熱門，該裝置新穎、巧妙、有效將爐內冷熱分隔開，并能有效的控制坩堝上下的溫度梯度、控制冷卻位置，便于控制多晶硅垂直生長和理想的生長速度。2、本技術可以將隔熱門設置成兩層或多層，兩個門扇對開、三個門扇對開或者更多門扇對開結構，該結構更合理地起到保溫的作用。3、本技術中設有的隔熱門，可以實時控制該門的開合度，該結構可以更合理地控制降溫的位置，更精確地控制降溫速度。附圖說明圖I是現有鑄錠爐結構圖。圖2是本技術的整體結構示意圖。圖3是本技術的隔溫門結構示意圖。·圖4是本技術采用四個門扇時隔溫門結構示意圖。具體實施方式下面結合說明書附圖圖1-4對本技術的進一步詳細說明；一種用于多晶硅鑄錠爐的冷卻裝置，將加熱籠內設置有一隔溫門2，該隔溫門2將加熱籠分為上下兩個腔室；所述上腔室為加熱室，于上腔室內頂部設有上加熱器6，中部設有坩堝，下部設有下加熱器5，用于對坩堝內的硅料快速熔化；所述下腔室為制冷室，于下腔室內底部設有換熱裝置4，本技術采用水冷換熱盤，用于對坩堝勻速、均勻降溫，以便實現多晶硅均勻定向生長。所述上腔室內設置有一定向溫度傳導裝置I，所述定向溫度傳導裝置I設置于坩堝和下加熱器5之間；首先關閉隔溫門2，上、下加熱器6、5同時加熱坩堝內的硅料；然后打開隔溫門2連通換熱裝置4，并通過控制上、下加熱器6、5的功率和隔溫門2的開關速度、開口距離，使硅料底部溫度下降形成溫度梯度，控制晶硅生長的速度。所述定向溫度傳導裝置I將上腔室分隔為兩部分，一部分包括上加熱器6和坩堝，另一部分包括下加熱器5 ;所述定向溫度傳導裝置I為現有產品，如采用定向送風的風扇，定向送風的風機，定向送風的風道等。所述隔溫門2為至少兩個門扇或者兩個門扇以上的對開隔溫門2 ;所述隔溫門2貫穿隔熱籠側壁與驅動電機3連接，所述隔溫門2通過驅動電機3與隔熱籠側壁滑動配合連接。所述隔溫門2為多個對開門扇，每對對開門扇為一層，多對門扇可以形成兩層或三層結構，當兩個門扇對接后，由下層門扇封閉上層對接處的間隙，確保隔溫性能。所述隔溫門2材質為固化碳纖維；所述換熱裝置4采用水冷換熱盤。一種用于多晶硅鑄錠爐的冷卻裝置的實現方法是將鑄錠爐內的隔熱籠結構進行改進；第一步，首先在鑄錠爐的隔熱籠內增設一隔溫門2，然后將隔熱籠內形成兩個封閉的腔室；第二步，然后其中一個腔室內設有用于熔化硅料的坩堝加熱裝置；第三步，最后在另一個腔室內設置有換熱裝置4，通過打開隔溫門2對坩堝均勻降溫，實現晶硅均勻生長。上述第一步中隔熱門為兩個門扇或兩個門扇以上的對開隔溫門2。上述第一步中隔溫門2為兩兩對開門扇時，每個門扇可以水平滑動打開，通過控制每個門扇的開合度以及開合時間，實現控制冷卻氣體傳入量的多少；最終控制坩堝內熔化后原料的降溫速度及降溫均勻度。上述第一步中隔溫門2根據熔化后原料對降溫均勻度及對原料降溫速度的要求，將隔溫門2設置為三個門扇、四個門扇或者更多個門扇的對開隔溫門2。上述第一步中隔溫門2打開后，開口處可以形成長方形、正方形、圓形或者其他不規則幾何圖形。實際生產過程中，隔溫門2為一個門扇時，從一側至另一側打開門扇。制冷氣體從制冷室一側散入加熱室，致使坩堝的溫度從一側向另一側降低，不利于晶核在底部均勻生成；由于隔溫門2打開的面積只能是全開，坩堝底部受冷過快就會在硅錠底部形成很厚的微晶，造成多晶娃淀底部廢料多，品質差。為解決上述問題，所以本技術采用多層兩兩對開的隔溫門2，兩個門扇、四個門扇或更多層的多門扇組合隔溫門2 ;當隔溫門2為兩層兩兩對開門扇時，隔熱門的兩層兩兩對開的門扇從中間對接。需要降溫時，將隔溫門2的兩層兩兩對開門扇分別向兩側滑動打開，制冷氣體從坩堝底部中間位置開始對坩堝制冷，使晶核從底部中間形成并逐漸長大，伴隨開口的逐步增大，在底部會逐步形成更多的晶核并擴大，使晶核長到厘米級，隨著溫度逐步降低，晶核再向垂直方向均勻生長完畢。·實施例采用現有多晶硅鑄錠爐，熔煉450kg多晶硅鑄錠，歷經52小時，毛錠成品率66% ；采用本技術制冷裝置后生長晶硅后，同樣熔煉450kg多晶硅鑄錠，歷經48小時，毛錠成品率74%。生產率和成品率有較大提高。權利要求1.一種用于多晶硅鑄錠爐的冷卻裝置，其特征在于 將加熱籠內設置有一隔溫門，該隔溫門將加熱籠分為上下兩個腔室； 所述上腔室為加熱室，于上腔室內頂部設有上加熱器，中部設有坩堝，下部設有下加熱器，用于對坩堝內的硅料快速熔化； 所述下腔室為制冷室，于下腔室內底部設有換熱裝置，用于對坩堝勻速、均勻降溫，以便實現多晶硅均勻定向生長。2.按權利要求I所述的冷卻裝置，其特征在于 所述上腔室內設置有一定向溫度傳導裝置，所述定向溫度傳導裝置設置于坩堝和下加熱器之間。3.按權利要求I所述的冷卻裝置，其特征在于 所述隔溫門為至少兩個門扇或者兩個門扇以上的對開隔溫門； 所述隔溫門貫穿隔熱籠側壁與驅動電機連接，所述隔溫門通過驅動電機驅動與隔熱籠側壁滑動配合連接。4.按本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于多晶硅鑄錠爐的冷卻裝置，其特征在于：將加熱籠內設置有一隔溫門，該隔溫門將加熱籠分為上下兩個腔室；所述上腔室為加熱室，于上腔室內頂部設有上加熱器，中部設有坩堝，下部設有下加熱器，用于對坩堝內的硅料快速熔化；所述下腔室為制冷室，于下腔室內底部設有換熱裝置，用于對坩堝勻速、均勻降溫，以便實現多晶硅均勻定向生長。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：樊海艷，
申請(專利權)人：沈陽森之洋光伏科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：