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一种光伏铸锭炉用保温石墨护板
发布时间:2013-10-18     发布人:管理员    浏览次数:607次 

一种光伏铸锭炉用保温石墨护板

摘要
本实用新型涉及一种光伏铸锭炉用保温石墨护板,用于支撑石英坩埚的四周外围,所述保温石墨护板用于与石墨支撑底板相接触的底面设置有用于减小所述保温石墨护板与所述石墨支撑底板接触面积的凹槽。由于在石墨支撑底板底面设置了凹槽,因此其底面与石墨支撑底板的接触将由原来的完全接触变为间断式接触,因此保温石墨护板底面与石墨支撑底板的接触面积将大大减小,其向石墨支撑底板所散发的热量将大大减少,从而降低了保温石墨护板的降温速度,保证了整个石英坩埚从底部开始逐渐向顶部冷却,使石英坩埚内部的晶粒沿同一方向生长,保证了硅锭内部晶粒结晶生长方向较好的一致性,有效减少了硅锭内部的质量缺陷。铝合金保温炉

技术领域
[0001] 本实用新型涉及太阳能电池制备技术领域,更具体的说是涉及一种制备硅锭的铸
锭炉用保温石墨护板。
背景技术
[0002] 目前在光伏行业铸锭炉铸造硅锭时,一般采用先进的定向凝固技术使晶粒定向生
长,该技术的关键点是需要使融化状态的硅料从坩埚的底部向上逐渐冷却,从而达到硅锭
从坩埚底部至坩埚顶部定向结晶的目的。
[0003] 由于石英坩埚02 在高温下会软化,自身无法承载内部的硅料,因此在铸锭时需要
将石英坩埚02 放置于石墨支撑底板03 上,石墨支撑底板03 与散热台04 接触,以保证石英
坩埚02 内的硅料从底部向顶部定向结晶,同时采用四块石墨护板01 固定石英坩埚四周外
围,石墨支撑底板03 和石墨护板01 在铸锭过程中支撑高温下软化的石英坩埚02,保证石英
坩埚02 的完整。
[0004] 但是,石英坩埚四周外围的石墨护板边缘与石墨支撑底板直接完全接触,如图1
中所示,石墨热导率在129w/(m·k) 左右,远大于石英坩埚热导率,石墨护板边缘与石墨支
撑底板完全接触导致接触传热,从而导致熔融硅料在结晶过程中石墨护板因石墨支撑底板
的影响而温度大幅降低,从而导致石英坩埚侧壁温度低于硅料熔点,导致熔融硅料以坩埚
侧壁为基点形成晶核,向石英坩埚中心杂乱生长,与竖直方向生长晶粒冲突,形成大量晶体
缺陷,硅锭中部位置晶粒晶向错乱,最终影响多晶硅锭内在质量。
[0005] 因此,如何能够避免石英坩埚侧壁的温度过快的降低到熔融硅料的熔点以下,保
证硅锭晶粒的结晶方向单一,从而保证硅锭内部晶粒方向的一致性,保证硅锭内在质量是
目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的是提供一种光伏铸锭炉用保温石墨护板,以避免石英坩埚侧壁
的温度过快的降低到熔融硅料的熔点以下,保证硅锭晶粒的结晶方向单一,从而保证硅锭
内部晶粒方向的一致性,保证硅锭内在质量。
[0007] 为解决上述技术问题,本实用新型提供一种光伏铸锭炉用保温石墨护板,用于支
撑石英坩埚的四周外围,且所述保温石墨护板用于与石墨支撑底板相接触的底面设置有用
于减小所述保温石墨护板与所述石墨支撑底板接触面积的凹槽。
[0008] 优选的,所述保温石墨护板的底面设置有多个所述凹槽。
[0009] 优选的,所述凹槽沿所述保温石墨护板的底面的长度方向均匀设置。
[0010] 优选的,所述凹槽的切面形状为梯形。
[0011] 优选的,所述凹槽的切面形状为等腰梯形。
[0012] 优选的,所述凹槽的深度不大于30mm。
[0013] 优选的,还包括设置于所述保温石墨护板与石英坩埚接触面上的隔热凹槽,所述
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隔热凹槽内设置有隔热保温层,且所述隔热保温层将所述隔热凹槽填平。
[0014] 优选的,所述隔热保温层为石墨毡层。
[0015] 优选的,所述隔热凹槽的高度在10cm-40cm 的范围内。
[0016] 由以上技术方案可以看出本实用新型所提供的光伏铸锭炉用保温石墨护板在用
于与石墨支撑底板相接触的底面设置了用于减小保温石墨护板与石墨支撑板接触面积的
凹槽,因此保温石墨护板的底面与石墨支撑底板由完全接触更改为间断式接触,其接触面
积大大减小,因此保温石墨护板向石墨支撑底板所散发的热量将大大减少,从而降低了保
温石墨护板的降温速度,保证了整个石英坩埚从底部开始逐渐向顶部冷却,从而保证熔融
硅料在结晶过程中保持固液面微小“凸”字形形状,保证了硅锭内部晶粒结晶生长方向较好
的一致性,避免硅锭内部产生过多碎小晶粒,从而有效减少了硅锭内部的质量缺陷。
附图说明
[0017] 图1 为现有技术中安装好的石墨护板、石墨支撑底板以及石英坩埚的剖面示意
图;
[0018] 图2 为现有技术中的光伏铸锭炉用石墨护板的正面示意图;
[0019] 图3 为图2 中所示的光伏铸锭炉用石墨护板的侧面示意图;
[0020] 图4 为本实用新型实施例所提供的光伏铸锭炉用保温石墨护板的正面示意图;
[0021] 图5 为图4 中所示的光伏铸锭炉用保温石墨护板的侧面示意图。
具体实施方式
[0022] 本实用新型的核心是提供一种光伏铸锭炉用保温石墨护板,该保温石墨护板通过
减小与石墨支撑底板的接触面积降低了石英坩埚侧面温度降低的速度,从而保证了整个石
英坩埚从底部开始逐渐向顶部冷却,使硅锭内部晶粒结晶生长方向具有较好的一致性,有
效减少硅锭内部的质量缺陷。
[0023] 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合附图和具体实施
方式对本实用新型作进一步的详细说明。
[0024] 请同时参考图4 和图5,图4 为本实用新型实施例所提供的光伏铸锭炉用保温石墨
护板的正面示意图,图5 为图4 中所示的光伏铸锭炉用保温石墨护板的侧面示意图。
[0025] 本实用新型所公开的光伏铸锭炉用保温石墨护板,主要用于支撑石英坩埚的四周
外围,其顶部留有两个窗口,用于硅锭顶部气体流通,与现有技术相比,本实施例的核心改
进点在于,保温石墨护板1 用于与石墨支撑底板相接触的底面上设置了用于减小保温石墨
护板1 与石墨支撑底板接触面积的凹槽6,如图4 中所示。本实用新型所提供的光伏铸锭炉
用保温石墨护板1 在安装好之后,其底面与石墨支撑底板的接触将由原来的完全接触变为
间断式接触。
[0026] 由于改为间断式接触,因此保温石墨护板1 的底面与石墨支撑底板的接触面积将
大大减小,因此保温石墨护板1 向石墨支撑底板所散发的热量将大大减少,从而降低了保
温石墨护板1 的降温速度,保证了整个石英坩埚从底部开始逐渐向顶部冷却,从而使石英
坩埚内部的晶粒沿同一方向生长,并且在整个生长过程中固液面呈现“凸”字形,保证了硅
锭内部晶粒结晶生长方向较好的一致性,有效减少了硅锭内部的质量缺陷。所谓固液面为
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定向凝固法铸造硅锭时,熔融硅料在结晶时其固体与液体的分界面。
[0027] 上述实施例中的凹槽6 可以设置一个,也可设置有多个,为了进一步优化本实用
新型的技术方案,本实施例中优选的在保温石墨护板1 的底面上设置有多个凹槽6,当然,
设置多个凹槽6 的前提是要保证底面仍然可以稳定支撑整个保温石墨护板1,多个凹槽6 的
设置进一步减小了保温石墨护板1 与石墨支撑底板的接触面积,进一步减少了保温石墨护
板1 向石墨支撑底板所散发的热量。
[0028] 本实施例中的凹槽6 沿保温石墨护板1 底面的长度方向均匀设置,以增强保温石
墨护板1 的底面对整个保温石墨护板1 支撑的稳定性。
[0029] 凹槽6 可以为任意形状,只要保证开设凹槽6 后保温石墨护板1 的底面仍然能够
对整个保温石墨护板1 进行稳定的支撑,并且能够减小保温石墨护板1 与石墨支撑底板的
接触面积即可,本实施例中的凹槽6 的形状设置为截面为梯形的凹槽,更为优选的方式是
将其截面设置为等腰梯形,相应的凹槽6 之间用于支撑保温石墨护板1 的凸起其截面也为
等腰梯形,该种截面形状的凸起可以稳定支撑保温石墨护板1 并且其加工较为简便。
[0030] 上述实施例中的凹槽6 的深度,即凹槽6 的开口至其底面之间的距离可有较大变
化,但开设有凹槽6 的保温石墨护板依然要满足对石英坩埚侧面的支撑,并且整个石英坩
埚侧面均应与保温石墨护板1 接触,本实施例中的凹槽6 的深度优选的在30mm 及其以下,
以保证保温石墨护板1 对石英坩埚侧面的有效支撑。
[0031] 为了进一步降低保温石墨护板1 的降温速度,本实施例中还在保温石墨护板1 与
石英坩埚相接触的一面上设置了隔热凹槽,并在隔热凹槽内设置了隔热保温层5,该隔热保
温层5 将隔热凹槽填平,以保证保温石墨护板1 与石英坩埚相接触的一面为平面。侧面的
隔热凹槽和隔热保温层5 的设置使导热性能良好的保温石墨护板1 与石英坩埚用隔热保温
层5 隔开,减少硅锭侧面温度散失,保证硅锭整个结晶过程硅锭侧面一直处于高温状态,硅
锭散热集中于硅锭底部,熔融硅料在硅锭底部开始结晶成核,并向上结晶生长,形成固液面
呈现微小“凸”字形形状,从而保证硅锭内部晶粒方向的一致性,保证硅锭内部质量。
[0032] 上述实施例中的隔热保温层5 材料可以有多种选择,为了使隔热保温层5 与保温
石墨护板更好的结合,本实施例中的隔热保温层5 优选的为石墨毡层,该石墨毡层即可采
用石墨硬毡也可采用石墨软毡,通过保温的石墨毡将石英坩埚与导热良好的保温石墨护板
1 隔离,减少石英坩埚侧面温度的散失。
[0033] 隔热凹槽的深度应小于保温石墨护板1 的厚度,并且其高度优选的在10cm-40cm
的范围内,隔热凹槽的长度可以根据实际生产进行设定,并且以不影响与其相邻的保温石
墨护板1 的安装为宜。
[0034] 以上对本实用新型所提供的光伏铸锭炉用保温石墨护板进行了详细介绍。本文中
应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于
帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来
说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改
进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。


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