一种用于制作高质量铸锭单晶的新型热场
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏行业多晶铸锭生产设备，具体涉及一种用于制作高质量铸锭单晶的新型热场。
背景技术
因太阳能是人类取之不尽用之不歇的可再生能源，也是清洁能源，它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。所以近年来太阳能光伏发电在能源占比越来越高，晶硅太阳能光伏发电是目前发展最快，最具开发研究潜力的利用领域。
在晶硅电池材料制造工艺中，铸锭技术获取的多晶硅片，具有成本低，能耗低，低含氧量、低光衰、全尺寸等优势，但因为存在大量缺陷，导致电池效率偏低。直拉单晶硅片因较少的晶界和位错，电池效率相对较高，但在光衰、尺寸等方面与铸锭多晶硅片相比有差距。而铸锭单晶兼有直拉单晶和铸锭多晶的优点，因此单晶铸锭逐渐成为一种趋势。
目前，铸造单晶受各种材料、气路、热场结构等因素影响，容易出现侧部长晶，单晶比例较低，以及硅锭的顶部缺陷较多，影响电池片效率等问题。因此有必要提出一种能够生产高质量铸锭单晶的新型热场。
实用新型内容
本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于制作高质量铸锭单晶的新型热场，该新型热场能够降低侧部长晶，减少顶部缺陷，提高单晶比例。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种用于制作高质量铸锭单晶的新型热场，其特征在于，包括坩埚、隔热板以及侧加热器；其中，所述隔热板设置在所述坩埚外且将坩埚围住，所述侧加热器通过连接板设置在坩埚的外侧，所述侧加热器的宽度为220-240mm，所述连接板设置在隔热板的内侧；所述坩埚的底部设有热交换块，该热交换块的侧部设有护毡，且该热交换块的顶部与侧加热器的距离为150-160mm；所述隔热板的底部边缘处设有挡火条，该挡火条与热交换块的水平距离为15-25mm。
本实用新型的一个优选方案，其中，所述热交换块的外部水平尺寸与坩埚的底部内壁水平尺寸相差5-15mm。通过调节热交换块与坩埚内壁之间的水平距离，可控制硅锭侧部的散热，使得侧部长晶界面呈微凸型，减少侧部晶向的负面影响，从而提高单晶的比例，提升硅锭质量，同时可节约能耗。
本实用新型的一个优选方案，其中，所述连接板上设有多组安装孔，该多组安装孔沿竖向排列设置；所述侧加热器通过可拆卸结构安装设置在连接板的安装孔上。通过设置这样的连接板，能够根据实际情况将侧加热器安装在合适高度的连接板的安装孔上，从而有利于提高单晶比例。
本实用新型的一个优选方案，所述侧加热器的宽度为240mm，且安装在连接板的从上往下的第一组安装孔上；所述热交换块的顶部与侧加热器的距离为160mm。
优选地，所述热交换块的外部水平尺寸与坩埚的底部内壁水平尺寸相差15mm。
优选地，所述挡火条与热交换块的水平距离为25mm。
优选地，所述热交换块的侧部以及侧部的上下两侧均设有护毡。
本实用新型的一个优选方案，所述侧加热器的宽度为220mm，且安装在连接板的从上往下的第二组安装孔上；所述热交换块的顶部与侧加热器的距离为150mm。
优选地，所述热交换块的外部水平尺寸与坩埚的底部内壁水平尺寸相差5mm。
优选地，所述挡火条与热交换块的水平距离为15mm。
本实用新型的一个优选方案，所述侧加热器为碳碳复合材料。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本实用新型的用于制作高质量铸锭单晶的新型热场有效地降低单晶硅的位错密度和侧部长晶，减少顶部缺陷，提高了铸锭单晶比例。
2、申请人在产品的生产和应用过程中发现，侧加热器的高度和宽幅对产品的质量会有重要的影响，合适的高度和宽幅，可使得长晶界面更加平直，水平方向具有极小的温度梯度，热应力也会随之减小，从而抑制位错的增值，达到降低位错密度的目的；本实用新型通过将侧加热器的位置高度及宽幅调节在指定的范围内，可控制长晶中后期水平方向的热应力，抑制位错增值，从而降低位错密度，提高单晶比例。与此同时，申请人还发现，护毡与挡火条之间的水平距离对晶体的生长也会产生很大的影响，因为该距离的大小会影响到侧部散热的特性，本实用新型将该距离限定在指定的数值范围内，可控制侧部的散热，使得侧部的温度相对较高，可有效的抑制晶体往里生长，从而提高铸锭单晶的比例。
3、经过多次试验验证，采用本实用新型的用于制作高质量铸锭单晶的新型热场的进行单晶铸锭，能够将单晶比例提高到95％以上，位错密度能约降低10％，并且能够降低能耗3％。
附图说明
图1为本实用新型的用于制作高质量铸锭单晶的新型热场的第一个实施方式的主视结构简图。
图2为连接板的主视图。
图3为本实用新型的用于制作高质量铸锭单晶的新型热场的第二个实施方式的主视结构简图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
实施例1
参见图1，本实施例的用于制作高质量铸锭单晶的新型热场，包括坩埚1、隔热板2以及侧加热器6；其中，所述隔热板2设置在所述坩埚1外且将坩埚1围住，所述侧加热器6通过连接板4设置在坩埚1的外侧，所述侧加热器6的宽度A为240mm，所述连接板4设置在隔热板2的内侧；所述坩埚1的底部设有热交换块8，该热交换块8的侧部设有护毡5，且该热交换块8的顶部与侧加热器6的距离B为160mm；所述热交换块8的外部水平尺寸与坩埚1的底部内壁水平尺寸的相差距离D为15mm；所述隔热板2底部边缘处设有挡火条3，该挡火条3与热交换块8的水平距离C为25mm。所述侧加热器6为碳碳复合材料。
参见图2，本实施例的所述连接板4上设有多组安装孔，该多组安装孔沿竖向排列设置；所述侧加热器6通过可拆卸结构安装设置在连接板4的安装孔7上。通过设置这样的连接板4，能够根据实际情况将侧加热器6安装在合适高度的连接板4的安装孔7上，从而有利于提高单晶比例。
所述侧加热器6安装在连接板4的从上往下的第一组安装孔上。
参见图1，本实施例中，所述热交换块8的侧部以及侧部的上下两侧均设有护毡5。
采用本实施例的新型热场生产单晶硅时，与常规的热场进行对比，本实施例的新型热场的铸锭单晶比例提高明显，位错密度能约降低10％，能耗下降约3％。其中，相关数据对比如下(热场A和热场B为本实施例的用于制作高质量铸锭单晶的新型热场)：
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：
参见图2和图3，所述侧加热器6的宽度a为220mm，且安装在连接板4的从上往下的第二组安装孔7上；所述热交换块8的顶部与侧加热器6的距离b为150mm。所述热交换块8的外部水平尺寸与坩埚1的底部内壁水平尺寸的相差距离d为5mm。所述挡火条3与热交换块8的水平距离c为15mm。本实施例中的护毡5只设置在热交换块8的侧部。
采用本实施例的用于制作高质量铸锭单晶的新型热场的结构后，铸锭单晶比例提高明显，可获取全比例单晶，位错密度能降低12％，能耗下降约3％。其中，相关数据对比如下(热场C和热场D均为本实施例的用于制作高质量铸锭单晶的新型热场)：
上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
