一種多晶氣冷硅鑄錠爐的制作方法

本發明涉及多晶鑄錠技術領域，特別是涉及一種多晶氣冷硅鑄錠爐。

背景技術：

隨著能源危機、環境污染以及全球溫度的不斷攀升，人類迫切需要改變這一格局，而光伏發電具有使用范圍廣、對環境無污染、不會排放溫室氣體的優點，是應對以及減緩這一變化的有力武器。影響光伏發電的因素有光伏電池的制造成本以及光伏電池的發電效率和使用壽命。

采用多晶鑄錠爐制造高質量的硅片是高效光伏電池的有力保證。多晶硅錠爐有很多種，其中氣冷爐是目前多晶鑄錠爐中常規的爐型之一。氣冷爐的底部導熱ds臺內部設置氣體流動通道，通過氣體帶走熱量實現導熱的目的，氣體通過ds臺通過吸收熱量被加熱，因此氣冷爐ds臺氣體入口端屬于冷端，氣體出口端屬于熱端。常規結構的氣冷爐采用的是底部ds臺設計為內部有氣體流通的散熱結構，氣體通過ds臺內部帶走硅錠上部傳遞下來的熱量，形成縱向散熱，符合定向凝固生長的概念。由于氣冷爐進氣口與出氣口分布在ds臺的兩邊，于是就會引起ds臺底部溫度分布不均衡，對硅錠鑄造的長晶與化料過程均產生一定的影響。對長晶過程，ds臺兩端不均等的溫度分布引起硅錠兩端長晶速率的不同，進氣端長晶速率較快，出氣端長晶速率較慢，因此會引起長晶界面的傾斜。對化料過程，進氣端溫度較低，化料速度較慢，硅料剩余量較高，出氣端溫度較高，化料速度較快，硅料剩余量較少，這樣的溫度分布對有籽晶高效多晶籽晶剩余高度的控制產生不良的影響，對無籽晶高效多晶底部形核的均勻性也會產生較大的影響。

技術實現要素：

本發明提供了一種多晶氣冷硅鑄錠爐，均衡進氣口與出氣口兩段的散熱，使得兩端的溫度均等，均衡ds臺的溫度分布，提高多晶鑄錠品質。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種多晶氣冷硅鑄錠爐，包括爐體、設置在所述爐體底部的ds臺和設置在所述爐體與所述ds臺之間的石墨底板，還包括設置在所述石墨底板與所述ds臺之間的均衡導熱板，所述均衡導熱板設置有多個通孔，所述均衡導熱板的通孔的面積從所述ds臺的進氣口端到出氣口端遞減。

其中，所述均衡導熱板與所述ds臺的上表面的形狀和尺寸相同。

其中，所述通孔包括圓孔、橢圓孔和方孔中的至少一種。

其中，與所述ds的進氣口端不同距離的所述通孔的數量相等。

其中，與所述ds的進氣口端不同距離的相鄰所述通孔的間距相等。

其中，所述通孔為圓孔，所述圓孔的直徑為5cm～10cm。

其中，與所述ds的進氣口端距離相等的所述通孔的直徑相等。

其中，所述均衡導熱板的厚度為3mm～5mm。

其中，所述均衡導熱板為石墨導熱均衡板。

本發明實施例所提供的多晶氣冷硅鑄錠爐，與現有技術相比，具有以下優點：

本發明實施例提供的多晶氣冷硅鑄錠爐，包括爐體、設置在所述爐體底部的ds臺和設置在所述爐體與所述ds臺之間的石墨底板，還包括設置在所述石墨底板與所述ds臺之間的均衡導熱板，所述均衡導熱板設置有多個通孔，所述均衡導熱板的通孔的面積從所述ds臺的進氣口端到出氣口端遞減。

所述多晶氣冷硅鑄錠爐，通過在爐體底部的石墨底板與ds臺之間設置具有通孔的均衡導熱板，通孔位置處ds臺與石墨底板之間沒有直接接觸，減少了熱傳導，而均衡導熱板的通孔的面積從所述ds臺的進氣口端到出氣口端遞減，使得在冷段位置在化料與長晶階段吸收的熱量減少，均衡了ds臺進氣口端到出氣口端的熱量傳遞，使得兩端溫度分布均勻，有利于化料界面與長晶界面的平整度的調整。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的多晶氣冷硅鑄錠爐的一種具體實施方式的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的多晶氣冷硅鑄錠爐中的均衡導熱板一種具體實施方式的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參考圖1～圖2，圖1為本發明實施例提供的多晶氣冷硅鑄錠爐的一種具體實施方式的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的多晶氣冷硅鑄錠爐中的均衡導熱板一種具體實施方式的結構示意圖。

在一種具體實施方式中，所述多晶氣冷硅鑄錠爐，包括爐體20、設置在所述爐體20底部的ds臺40和設置在所述爐體20與所述ds臺40之間的石墨底板30，還包括設置在所述石墨底板30與所述ds臺40之間的均衡導熱板10，所述均衡導熱板10設置有多個通孔11，所述均衡導熱板10的通孔的面積從所述ds臺40的進氣口端41到出氣口端42遞減。

通過在爐體20底部的石墨底板30與ds臺40之間設置具有通孔的均衡導熱板10，通孔位置處ds臺40與石墨底板30之間沒有直接接觸，減少了熱傳導，而均衡導熱板10的通孔11的面積從所述ds臺40的進氣口端41到出氣口端42遞減，使得在冷段位置在化料與長晶階段吸收的熱量減少，均衡了ds臺40進氣口端41到出氣口端42的熱量傳遞，使得兩端溫度分布均勻，有利于化料界面與長晶界面的平整度的調整，提高了多晶鑄錠品質，提高了成品率，降低了生產成本。

為了進一步提高散熱效果，不影響石墨底板30與ds臺40之間除去均衡導熱板10的通孔11之外的熱量傳導，所述均衡導熱板10與所述ds臺40的上表面的形狀和尺寸相同。

本發明中通孔的作用是阻隔石墨底板30與ds臺40之間的熱量傳遞，減少ds中從進氣口中通過的氣流帶走通孔處的熱量，對于通孔的形狀不做具體限定，所述通孔11包括圓孔、橢圓孔和方孔中的至少一種，即均衡導熱板10中的通孔11可以為圓孔、橢圓孔和方孔中的任意一種或多種，此外，本發明中均衡導熱板10中的通孔還可以為其它形狀。

為了降低工藝難度，與所述ds的進氣口端41不同距離的所述通孔的數量相等，與所述ds的進氣口端41不同距離的相鄰所述通孔的間距相等。

通過在每排設置相同數量的通孔11，相鄰排通孔11之間的間距相等，使得在進行通孔11的加工過程中，可以全自動化操作，減少了工藝參數的限定的設定，降低了工藝難度，降低了加工成本

為了降低制造工藝難度，同一排的通孔11的形狀相同，如都為正方形，圓形，甚至于不同排甚至所有的通孔11的形狀相同，這樣只需調整不同排的加工尺寸即可，而無需進行加工形狀的調整，降低了工藝復雜度。

在一實施例中，所述通孔11為圓孔，所述通孔的直徑進氣口到出氣口，直徑從10cm下降到5cm，這變化過程可以是線性變化的，也可以是非線性變化的，這種變化的控制可以是設計者自行設計的，也可以是通過模擬獲得的，本發明對此不作具體限定。

即所述通孔為圓孔，所述圓孔的直徑為5cm～10cm，與所述ds的進氣口端41距離相等的所述通孔的直徑相等。

本發明對于均衡導熱板10的厚度不做具體限定，只要其中設置的通孔位置處能夠具有隔離ds臺40和石墨底板30的效果即可，一般所述均衡導熱板10的厚度為3mm～5mm，為了便于加工以及保證鑄錠過程的穩定性，均衡導熱板10的各處的厚度一致。

本發明中對于均衡導熱板10的材質不做過多的要求，一般只要本身具有耐高溫熱導率高的特性即可，一般所述均衡導熱板10為石墨導熱均衡板，當然均衡導熱板10也可以是其它的材質，如銅板等。

綜上所述，本發明實施例提供的多晶氣冷硅鑄錠爐，通過在爐體底部的石墨底板與ds臺之間設置具有通孔的均衡導熱板，通孔位置處ds臺與石墨底板之間沒有直接接觸，減少了熱傳導，而均衡導熱板的通孔的面積從所述ds臺的進氣口端到出氣口端遞減，使得在冷段位置在化料與長晶階段吸收的熱量減少，均衡了ds臺進氣口端到出氣口端的熱量傳遞，使得兩端溫度分布均勻，有利于化料界面與長晶界面的平整度的調整。

以上對本發明所提供的多晶氣冷硅鑄錠爐進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。