一種適用于多晶鑄造半熔工藝的石英坩堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種適用于多晶鑄造半熔工藝的石英坩禍，涉及熔融石英坩禍制造和多晶定向凝固生長(zhǎng)發(fā)鑄造多晶硅錠，光伏、新能源領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類對(duì)能源需求的加大，太陽能成為一種新興能源出現(xiàn)人們的面前，作為太陽電池的機(jī)體太陽能多晶硅片目前成文鑄造行業(yè)的主流，提高多晶硅的利用率成為各個(gè)硅片加工企業(yè)的研究重點(diǎn)，為了提升產(chǎn)能，行業(yè)的鑄錠廠通過改造多晶爐熱場(chǎng)，增加投料量，采用底部鋪?zhàn)丫L(zhǎng)的方式進(jìn)行鑄造半融高效多晶，效率達(dá)到18%或以上。
[0003]半融鑄錠工藝中，在融化階段，需要控制加熱器的功率使石英坩禍中的硅料從上下而熔化，最終使最下部留一部分的未熔硅料，此后降低整體溫度并形成一個(gè)上高下低的溫度覆蓋率，使硅液體自下而上，從未熔的硅料上緩慢長(zhǎng)晶，晶體從未熔的硅料上形核，具有較低的位錯(cuò)密度和較高的電池轉(zhuǎn)換效率。但由于多晶爐的熱系統(tǒng)，在半熔工藝的熔化過程中，液體和固體的界面并不是水平的，它在四邊及角度較低，為了使整體底部都有未熔的硅料，中部就需要留有較大的厚度。未熔的硅料會(huì)造成成本的增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于多晶鑄造半熔工藝的石英坩禍，該石英坩禍具有特殊的形狀，解決半融鑄錠出現(xiàn)的硅料未融的問題。
[0005]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種適用于多晶鑄造半熔工藝的石英坩禍，其中，所述坩禍為一體式結(jié)構(gòu)，包括底板與側(cè)板，所述底板呈正方形結(jié)構(gòu)，所述側(cè)板數(shù)量為4個(gè)，分別豎直設(shè)置于所述底板四邊;所述底板頂部設(shè)有融料凸起，所述融料凸起與底板為一體式結(jié)構(gòu)，所述融料凸起呈中心高，四周低的棱臺(tái)型結(jié)構(gòu)，所述融料凸起頂部呈正方形結(jié)構(gòu)，所述融料凸起截面為等腰梯形結(jié)構(gòu)，所述融料凸起頂部邊長(zhǎng)Hl與所述底板內(nèi)部邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度H2之比為6:5;所述融料凸起中心最高處至底板底部高度H4為10mm，所述底板厚度H5為5.4mm，所述底板I內(nèi)部邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度H2與側(cè)板2高度H3之比為1.5:1。
[0007]上述一種適用于多晶鑄造半熔工藝的石英坩禍，其中，所述四個(gè)側(cè)板的大小、形狀均相同。
[0008]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0009]針對(duì)在半熔工藝的熔化過程中，液體和固體的界面在四邊及角度較低，在中間較高的特性。為了使整個(gè)底部都有未熔硅料，且盡量減少未熔硅料的量，本實(shí)用新型特別設(shè)計(jì)一種底部厚度不均勻的坩禍，通過中心高，四周低的融料凸起結(jié)構(gòu)，貼合融化過程的固液界面形狀，在半融工序進(jìn)行時(shí)，使未熔的硅料量大大降低。
[0010]經(jīng)過上萬次科學(xué)測(cè)算，當(dāng)?shù)装鍍?nèi)部邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度H2與側(cè)板高度H3之比為1.5:1;且融料凸起頂部邊長(zhǎng)Hl與底板內(nèi)部邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度H2之比為6:5時(shí)，未融硅料量能夠大大減少，且未融硅料在融料凸起表面上分布最為均勻。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例
[0013]—種適用于多晶鑄造半熔工藝的石英坩禍，其中，所述坩禍為一體式結(jié)構(gòu)，包括底板I與側(cè)板2，所述底板I呈正方形結(jié)構(gòu)，所述側(cè)板2數(shù)量為4個(gè)，分別豎直設(shè)置于所述底板I四邊;所述底板I頂部設(shè)有融料凸起3，所述融料凸起3與底板I為一體式結(jié)構(gòu)，所述融料凸3起呈中心高，四周低的棱臺(tái)型結(jié)構(gòu)，所述融料凸起3頂部呈正方形結(jié)構(gòu)，所述融料凸起3截面為等腰梯形結(jié)構(gòu)，所述融料凸起3頂部邊長(zhǎng)Hl與所述底板內(nèi)部邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度H2之比為6:5;所述融料凸起3中心最高處至底板I底部高度H4為10mm，所述底板I厚度H5為5.4mm，所述底板I內(nèi)部邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度H2與側(cè)板2高度H3之比為1.5:1。所述四個(gè)側(cè)板2的大小、形狀均相同。
[0014]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0015]針對(duì)在半熔工藝的熔化過程中，液體和固體的界面在四邊及角度較低，在中間較高的特性。為了使整個(gè)底部都有未熔硅料，且盡量減少未熔硅料的量，本實(shí)用新型特別設(shè)計(jì)一種底部厚度不均勻的坩禍，通過中心高，四周低的融料凸起結(jié)構(gòu)，貼合融化過程的固液界面形狀，在半融工序進(jìn)行時(shí)，使未熔的硅料量大大降低。
[0016]經(jīng)過上萬次科學(xué)測(cè)算，當(dāng)?shù)装鍍?nèi)部邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度H2與側(cè)板高度H3之比為1.5:1;且融料凸起表面所成圓弧的圓心角A為35度時(shí)，未融硅料量能夠大大減少，且未融硅料在融料凸起表面上分布最為均勻。
[0017]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于多晶鑄造半熔工藝的石英坩禍，其特征在于，所述坩禍為一體式結(jié)構(gòu)，包括底板與側(cè)板，所述底板呈正方形結(jié)構(gòu)，所述側(cè)板數(shù)量為4個(gè)，分別豎直設(shè)置于所述底板四邊;所述底板頂部設(shè)有融料凸起，所述融料凸起與底板為一體式結(jié)構(gòu)，所述融料凸起呈中心高，四周低的棱臺(tái)型結(jié)構(gòu)，所述融料凸起中心最高高度Hl為10_。2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于多晶鑄造半熔工藝的石英坩禍，其特征在于，所述四個(gè)側(cè)板的大小、形狀均相同。
【專利摘要】本實(shí)用新型一種適用于多晶鑄造半熔工藝的石英坩堝，其中，坩堝為一體式結(jié)構(gòu)，包括底板與側(cè)板，底板呈正方形結(jié)構(gòu)，側(cè)板數(shù)量為4個(gè)，分別豎直設(shè)置于底板四邊；底板頂部設(shè)有融料凸起，融料凸起與底板為一體式結(jié)構(gòu)，融料凸起呈中心高，四周低的棱臺(tái)型結(jié)構(gòu)，融料凸起頂部呈正方形結(jié)構(gòu)，融料凸起截面為等腰梯形結(jié)構(gòu)，融料凸起頂部邊長(zhǎng)H1與底板內(nèi)部邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度H2之比為6:5；融料凸起中心最高處至底板底部高度H4為10mm，底板厚度H5為5.4mm，底板1內(nèi)部邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度H2與側(cè)板2高度H3之比為1.5:1。通過中心高，四周低的融料凸起結(jié)構(gòu)，貼合融化過程的固液界面形狀，在半融工序進(jìn)行時(shí)，使未熔的硅料量大大降低。
【IPC分類】C30B28/06, C30B29/06
【公開號(hào)】CN205368538
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521075034
【發(fā)明人】孟濤, 司榮進(jìn), 陸繼波, 王祿寶
【申請(qǐng)人】江蘇美科硅能源有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日