一种太阳能多晶硅铸锭炉的制作方法

1.本发明涉及多晶硅铸锭技术领域，特别是涉及一种太阳能多晶硅铸锭炉。


背景技术：

2.众所周知，多晶硅是单质硅的一种形态，熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，这些晶粒接合起来便形成多晶硅。
3.在太阳能光伏工业中生产太阳能光伏产品的工艺包括多晶硅铸锭、切割成片、制成电池片和封装为太阳能组件，可见多晶硅铸锭是太阳能光伏工业的重要组成部分，是生产太阳能光伏产品的首个环节。其 中多晶硅铸锭工艺是采用多晶硅铸锭炉完成的，其包括步骤：1）对单质硅进行加热，直至单质硅熔化；2）冷却使熔融的单质硅凝固，进行长晶；3）退火处理，并冷却。
4.在对硅料进行加热熔化过程中，现有技术中并不能够精确的监测到炉体内硅料四周的温度值，当其温度波动时，在一定程度上会影响产品质量。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供一种太阳能多晶硅铸锭炉,能够实时监测炉体内坩埚四周的温度值，在熔化过程中和降温过程中保证温度均衡，提高产品质量。
6.(二)技术方案为实现上述目的，本技术实施例提供了一种太阳能多晶硅铸锭炉,包括炉体，在所述炉体内侧固定设置有底部隔热板，所述底部隔热板上侧设置有底部加热器；所述底部加热板上侧放置有坩埚；所述炉体内侧且位于所述坩埚上方设置有顶部隔热板，在所述顶部隔热板下侧设置有顶部加热器和侧壁加热器，所述顶部加热器和侧壁加热器可罩设于所述坩埚外侧，且对所述坩埚所在区域加热；所述底部隔热板的上侧围设有竖直隔热板，所述竖直隔热板包围所述坩埚，且位于所述侧壁加热器远离所述坩埚的一侧面；所述炉体内且位于所述顶部隔热板下侧设置有第一温度检测单元，所述竖直隔热板靠近所述坩埚的一侧面设置有第二温度检测单元。
7.优选的，所述炉体内侧设置有控制顶部隔热板沿竖直方向升降的升降组件；所述顶部隔热板的长度大于所述顶部加热器，当所述顶部隔热板下降时，可与所述竖直隔热板抵接，在所述顶部隔热板上开设有连通孔；所述连通孔位于所述竖直隔热板和所述侧壁加热器之间。
8.优选的，所述竖直隔热板靠近所述坩埚的一侧设置有快速降温组件。
9.优选的，所述快速降温组件包括固定于所述竖直隔热板上的导热板，所述导热板内侧开设有导热腔室，在所述炉体上设置有进气管和回气管，所述进气管和回气管分别连通所述导热腔室。
10.优选的，所述底部隔热板上且位于所述底部加热器的外侧开设有呈环形的溢流槽；所述坩埚的边缘位于所述溢流槽的正上方，且所述溢流槽的底部间隔开设有若干个溢流孔；所述底部隔热板的下侧设置有对溢流液进行回收的回收组件。
11.优选的，所述回收组件包括固定于所述底部隔热板下侧的溢流收集板，所述溢流收集板的上侧开设有环形接料槽，所述溢流收集板下侧设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴穿过所述溢流收集板，且连接有动力连杆，所述动力连杆上连接有刮板，所述刮板位于所述环形连接槽内，且可对所述环形接料槽内的液体进行刮除；在所述环形接料槽的底部开设有落料孔，所述落料孔的下方设置有集料盒。
12.优选的，所述第一温度检测单元和/或第二温度检测单元包括热电偶温度传感器。
13.优选的，所述升降组件包括固定于所述炉体内侧且位于顶部的上套筒，和位于所述顶部隔热板上侧的下导向柱，所述下导向柱的上端插接于所述上套筒内侧，在所述炉体顶部，且位于所述顶部隔热板的正上方设置有定滑轮，所述炉体内还设置有卷扬机，所述卷扬机的绳索穿过所述定滑轮，且连接所述顶部隔热板，可带动所述顶部隔热板沿竖直方向移动。
14.优选的，所述炉体的下侧开设有进气口，所述炉体上侧，且位于远离所述进气口的一侧设置有出气口。
[0015] (三)有益效果本发明提供了一种太阳能多晶硅铸锭炉，通过设置的第一温度检测单元和第二温度检测单元，可以对坩埚四周的温度实时监测，同时，通过设置的底部隔热板、竖直隔热板和底部隔热板，在工作时，三者可进行闭合，形成相对闭合的空间，在一定程度上加快坩埚加热效果，于此同时，通过设置的快速降温组件可以在一定程度上加快降温速度。进而从整体上加快对硅料处理的效率。
附图说明
[0016]
图1为本发明一种太阳能多晶硅铸锭炉的结构示意图；图2为本发明一种太阳能多晶硅铸锭炉中突出升降组件的示意图。
[0017]
附图中标记：100、炉体；110、进气口；120、出气口；200、底部隔热板；210、底部加热器；300、坩埚；400、顶部隔热板；400a、连通孔；410、顶部加热器；420、侧壁加热器；430、第一温度检测单元； 500、竖直隔热板；510、第二温度检测单元；600、升降组件；610、上套筒；620、下导向柱；630、定滑轮；640、卷扬机；700、快速降温组件；710、导热板；711、导热腔室；720、进气管；730、回气管；800、回收组件；810、溢流收集板；811、环形接料槽；812、落料孔；820、驱动电机；830、动力连杆；840、刮板；850、集料盒。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
[0019]
本发明提供了一种太阳能多晶硅铸锭炉，参见图1-图2，包括炉体100，在炉体100内侧固定设置有底部隔热板200，底部隔热板200上侧设置有底部加热器210；底部加热板上侧放置有坩埚300；炉体100内侧且位于坩埚300上方设置有顶部隔热板400，在顶部隔热板400下侧设置有顶部加热器410和侧壁加热器420，顶部加热器410和侧壁加热器420可罩设于坩埚300外侧，且对坩埚300所在区域加热；底部隔热板200的上侧围设有竖直隔热板 500，竖直隔热板 500包围坩埚300，且位于侧壁加热器420远离坩埚300的一侧面；炉体100内且位于顶部隔热板400下侧设置有第一温度检测单元430，竖直隔热板 500靠近坩埚300的一侧面设置有第二温度检测单元510。在工作时，将硅料装入坩埚300内，将炉体100内侧的气体更换为氩气，气作为保护气，同时，使炉体100内侧保持适当压力值，通过底部加热器210、侧壁加热器420和顶部加热器410对坩埚300内侧的硅料进行加热。
[0020]
其中，第一温度检测单元430和/或第二温度检测单元510包括热电偶温度传感器。
[0021]
炉体100内侧设置有控制顶部隔热板400沿竖直方向升降的升降组件600；顶部隔热板400的长度大于顶部加热器410，当顶部隔热板400下降时，可与竖直隔热板 500抵接，在顶部隔热板400上开设有连通孔400a；连通孔400a位于竖直隔热板 500和侧壁加热器420之间。通过设置的底部隔热板200、竖直隔热板 500和顶部隔热板400，当升降组件600带动其沿竖直方向移动后，能够形成一个相对闭合的空间，在加热过程中使得热量能够更加快速的集中于坩埚300周围，进而更为快速的对坩埚300内侧的硅料进行加热。
[0022]
具体的，升降组件600包括固定于炉体100内侧且位于顶部的上套筒610，和位于顶部隔热板400上侧的下导向柱620，下导向柱620的上端插接于上套筒610内侧，在炉体100顶部，且位于顶部隔热板400的正上方设置有定滑轮630，炉体100内还设置有卷扬机640，卷扬机640的绳索穿过定滑轮630，且连接顶部隔热板400，在工作时，可带动顶部隔热板400沿竖直方向移动。当卷扬机640的绳索向上或向下移动时，带动顶部隔热板400移动，由于上套筒610和下导向柱620的限位作用，使得顶部隔热板400只能够沿竖直方向移动。当打开后，可以向其坩埚300内添加硅料，当顶部隔热板400与竖直隔热板 500抵接时，可提高加热效果。
[0023]
更好的，在竖直隔热板 500靠近坩埚300的一侧设置有快速降温组件700。通过设置的快速降温组件700可以对坩埚300周围的热空气实现快速降温，提高降温效率。
[0024]
快速降温组件700包括固定于竖直隔热板 500上的导热板710，导热板710内侧开设有导热腔室711，在炉体100上设置有进气管720和回气管730，进气管720和回气管730分别连通导热腔室711，另一端穿过炉体100，在外侧可连接换热装置。
[0025]
在使用过程中，当发生硅液溢流现象时，为了能够对硅液进行收集。在底部隔热板200上且位于底部加热器210的外侧开设有呈环形的溢流槽；坩埚300的边缘位于溢流槽的正上方，且溢流槽的底部间隔开设有若干个溢流孔；底部隔热板200的下侧设置有对溢流液进行回收的回收组件800。
[0026]
回收组件800包括固定于底部隔热板200下侧的溢流收集板810，溢流收集板810的上侧开设有环形接料槽811，溢流收集板810下侧设置有驱动电机820，驱动电机820的输出轴穿过溢流收集板810，且连接有动力连杆830，动力连杆830上连接有刮板840，刮板840位于环形连接槽内，且可对环形接料槽811内的液体进行刮除；在环形接料槽811的底部开设有落料孔812，落料孔812的下方设置有集料盒850。当发生硅液溢流现象时，硅液顺着溢流
槽、溢流孔进入到环形接料槽811内，在环形接料槽811内，通过刮板840对硅液进行刮动，最终经过落料孔812进入到集料盒850内侧。
[0027]
炉体100的下侧开设有进气口110，炉体100上侧，且位于远离所述进气口110的一侧设置有出气口120。通过设置的进气口110和出气口120可以对炉体100内的气体进行更换，替换为氩气作为保护气。
[0028]
本发明提供了一种太阳能多晶硅铸锭炉，通过设置的第一温度检测单元430和第二温度检测单元510，可以对坩埚300四周的温度实时监测，同时，通过设置的底部隔热板200、竖直隔热板 500和底部隔热板200，在工作时，三者可进行闭合，形成相对闭合的空间，在一定程度上加快坩埚300加热效果，于此同时，通过设置的快速降温组件700可以在一定程度上加快降温速度。进而从整体上加快对硅料处理的效率。
[0029]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接、可以是机械连接，也可以是电连接、可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。