一種多晶硅鑄錠爐加熱器的制作方法

本實用新型涉及太陽能光伏設備產業中的多晶硅鑄錠爐設備，具體涉及一種多晶硅鑄錠爐熱場中的石墨加熱器。

背景技術：

目前，多晶硅鑄錠爐依舊是太陽能電池用硅錠制備的主流方法。多晶硅鑄錠爐是一種重熔設備，要求將達到一定純度要求的硅料裝入爐中，經過加熱融化、定向長晶、退火、冷卻，最終得到于規模化生產的的大尺寸方形硅錠。

由多晶硅錠的熔鑄工藝可知，在鑄錠過程中，要求熱場盡可能均勻，從而保證晶體生長界面形狀水平。現有技術中，鑄錠電源通常采用三相交流電源，加熱器則由位于坩堝上方的頂部加熱器和位于坩堝四周的側部加熱器組成，頂部加熱器又由多塊呈N形和U形的石墨電阻拼接而成，側部加熱器則由四塊波浪形的石墨電阻通過連接件連接而成。在實際生產過程中發現，交流電熱器無法較好的保證熱場均勻性，導致坩堝四個角的溫度不一致，導致晶體生長界面不夠水平，嚴重影響硅錠品質。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種多晶硅鑄錠爐用石墨加熱器。為解決上述問題，本實用新型的解決方案是：

提供一種多晶硅鑄錠爐加熱器，包括頂部加熱器和側部加熱器，所述側部加熱器由至少四塊在豎直方向上呈波浪形的石墨加熱器組成，各石墨加熱器通過側部加熱器連接板實現首尾連接并圍成矩形；在位于該矩形四角位置的側部加熱器連接板上，通過電極連接板與石墨電極相接；其中，處于對角的兩個石墨電極作為一組分別通過水冷銅電極接至第一直流電源的正極，另一組處于對角的兩個石墨電極分別通過水冷銅電極接至第一直流電源的負極；

所述頂部加熱器由兩塊在水平方向上呈蛇形的石墨加熱器組成，兩石墨加熱器對稱布置且在首尾兩端分別以頂部加熱器連接板連接；在兩石墨加熱器的首尾兩端各設有石墨電極，其中一個石墨電極通過水冷銅電極接至第二直流電源的正極，另一個石墨電極通過水冷銅電極接至第二直流電源的負極。

作為一種改進，所述頂部加熱器位于側部加熱器圍成的矩形空間的上方，頂部加熱器中的石墨加熱器具有與該矩形相配合的彎折形狀。

作為一種改進，所述側部加熱器上等距間隔設置有吊臂。

作為本實用新型的一種變形，還提供了一種多晶硅鑄錠爐加熱器，包括頂部加熱器和側部加熱器，所述側部加熱器由至少兩塊在豎直方向上呈波浪形的石墨加熱器組成，各石墨加熱器通過側部加熱器連接板實現首尾連接并圍成圓形；在圍成圓形的石墨加熱器上等距間隔設置至少4個電極連接板，每個電極連接板均接有一個石墨電極；其中，間隔不相鄰的石墨電極作為一組，分別通過水冷銅電極接至第一直流電源的正極；剩余間隔不相鄰的石墨電極作為另一組，分別通過水冷銅電極接至第一直流電源的負極；

所述頂部加熱器由兩塊在水平方向上呈蛇形的石墨加熱器組成，兩石墨加熱器對稱布置且在首尾兩端分別以頂部加熱器連接板連接；在兩石墨加熱器的首尾兩端各設有石墨電極，其中一個石墨電極通過水冷銅電極接至第二直流電源的正極，另一個石墨電極通過水冷銅電極接至第二直流電源的負極。

作為改進，所述頂部加熱器位于側部加熱器圍成的圓形空間的上方，頂部加熱器中的石墨加熱器具有與該圓形相配合的彎折形狀。

作為改進，所述側部加熱器上等距間隔設置有吊臂。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型提出的多晶硅鑄錠爐新型加熱器，采用直流電源進行加熱，可以有效保證熱場均勻性，同時避免交流電產生的磁場對定向長晶工藝的影響。能使得長晶界面水平，提高硅錠品質。

2、新型加熱器采用直流電源進行供電，且頂部、側部供電電源獨立開，便于單獨控制頂部、側部加熱器功率，有利于工藝調節。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。

圖2為本實用新型的俯視圖。

圖中附圖標記為：1側部加熱器；2吊臂；3側部加熱器連接板；4電極連接板；5石墨電極；6頂部加熱器；7頂部加熱器連接板。

a、b、c、d為與側部加熱器連接的石墨電極，e、f為與頂部加熱器連接的石墨電極。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步詳細描述：

如圖1所示，本實用新型中的多晶硅鑄錠爐加熱器，裝于多晶硅鑄錠爐的熱場內，圍繞坩堝布置用于給多晶硅鑄錠爐坩堝內的硅料進行輻射加熱。加熱器主要包括：側部 加熱器1、吊臂2、側部加熱器連接板3、電極連接板4、石墨電極5、頂部加熱器6和頂部加熱器連接板7。

各部件的連接關系為：側部加熱器1由四塊在豎直方向上呈波浪形的石墨加熱器組成，各石墨加熱器通過側部加熱器連接板3實現首尾連接并圍成矩形；在位于該矩形四角位置的側部加熱器連接板3上，通過電極連接板4與石墨電極5相接；其中，處于對角的兩個石墨電極5作為一組分別通過水冷銅電極接至第一直流電源的正極，另一組處于對角的兩個石墨電極5分別通過水冷銅電極接至第一直流電源的負極；側部加熱器1的每塊石墨加熱器的中部均設置有吊臂2。

頂部加熱器6由兩塊在水平方向上呈蛇形的石墨加熱器組成，兩石墨加熱器對稱布置且在首尾兩端分別以頂部加熱器連接板7連接；在兩石墨加熱器的首尾兩端各設有石墨電極5，其中一個石墨電極5通過水冷銅電極接至第二直流電源的正極，另一個石墨電極5通過水冷銅電極接至第二直流電源的負極。頂部加熱器6位于側部加熱器1圍成的矩形空間的上方，頂部加熱器6中的石墨加熱器具有與該矩形相配合的彎折形狀。

裝配和使用說明：

兩塊頂部加熱器6通過頂部加熱器連接板7進行連接，并用石墨吊桿(圖中未標示)將其吊于坩堝頂部的頂板(圖中未標示)之上；四塊側部加熱器1通過側部加熱器連接板3連接，并通過吊臂2將其固定到頂部的頂板(圖中未標示)之上。將側部加熱器1與石墨電極5通過電極連接板4進行連接，然后石墨電極5與水冷銅電極(圖中未標示)連接，從而形成回路。

如圖2所示，鑄錠時，第一直流電源的正極通過水冷銅電極(圖中未標示)與側部加熱器石墨電極中的a、c(或b、d)相連，第一直流電源的負極通過水冷銅電極(圖中未標示)與側部加熱器石墨電極中的b、d(或a、c)相連，構成側部加熱器回路。該設計使得側部加熱器回路中的四個電阻均相等，通過的電流相等，保證產生的熱量差異較小，從而保證熱場均勻。同時，第二直流電源的正極通過水冷銅電極(圖中未標示)與頂部加熱器石墨電極中的e(或f)相連，第二直流電源的負極通過水冷銅電極(圖中未標示)與頂部加熱器石墨電極中的f(或e)相連，構成頂部加熱器回路。

設計變形示例：

當然，本實用新型還可以有其它形式的變化。例如：

側部加熱器由至少兩塊在豎直方向上呈波浪形的石墨加熱器組成，各石墨加熱器通過側部加熱器連接板實現首尾連接并圍成圓形；在圍成圓形的石墨加熱器上等距間隔設置至少4個電極連接板，每個電極連接板均接有一個石墨電極；其中，間隔不相鄰的石 墨電極作為一組，分別通過水冷銅電極接至第一直流電源的正極；剩余間隔不相鄰的石墨電極作為另一組，分別通過水冷銅電極接至第一直流電源的負極；

頂部加熱器由兩塊在水平方向上呈蛇形的石墨加熱器組成，兩石墨加熱器對稱布置且在首尾兩端分別以頂部加熱器連接板連接；在兩石墨加熱器的首尾兩端各設有石墨電極，其中一個石墨電極通過水冷銅電極接至第二直流電源的正極，另一個石墨電極通過水冷銅電極接至第二直流電源的負極。頂部加熱器位于側部加熱器圍成的圓形空間的上方，頂部加熱器中的石墨加熱器具有與該圓形相配合的彎折形狀。

最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用新型不僅限于以上實施例，還存有許多變形。本領域的相關技術人員能從本實用新型公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。