缩短单晶炉熔料时间装置的制作方法

本实用新型属于单晶硅生产技术领域，涉及一种缩短单晶炉熔料时间装置。

背景技术：

在光伏发电领域中，单晶硅是太阳能电池的重要材料，目前单晶太阳能发电的成本大约在1元/度，太阳能发电的成本主要是太阳能电池片制作加工的成本，电站建成后的管理费用是相当低的。要降低太阳能发电的成本，要么就要提高单晶太阳能电池片的转换效率，要么就要降低电池片的加工成本。现在规模化生产的商品电池效率已达到16％-18％，几乎无改进空间，要降低单晶太阳能发电的单位成本就要从太阳能电池片下手。单晶太阳能发电的电池片基材硅片的成本占电池片总成本的70％左右，单晶硅片的拉晶成本占整个单晶硅片生产成本的70％。所以要降低太阳能发电的成本，就要降低单晶棒的生产成本。

现在单晶棒的生长方法大多采用直拉法在单晶炉中进行生产。所有的熔料都是采用石墨加热器进行加热的，因加热器与硅料中间隔着石英坩埚、石墨埚两层，吸热比较慢导致加热时间过长。单晶炉进行直拉法单晶生产的工艺流程包括装炉、装料、合炉、抽空、熔料、引晶、缩颈、放肩、等径、收尾、停炉、拆炉等工艺，上述整套生产工艺耗时大约在80小时左右，由于单晶炉的加热速度慢使得现在的熔料工艺需要8-10个小时，影响整体拉晶效率，生产成本高。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够缩短熔料时间的缩短单晶炉熔料时间装置。

本实用新型的缩短单晶炉熔料时间装置，包括设置在单晶炉的炉腔中、位于坩埚上方的发热体，所述发热体能够通电发热。

本申请的优点在于：现有的单晶炉中具有对硅料进行加热的、设置在坩埚侧壁外围的加热装置，本申请通过在坩埚的上方设置一个发热体，与现有的加热装置一起对单硅料进行加热，从而缩短了熔料时间，提高了单晶棒的生产效率，降低了单晶棒的生产成本。

在其中一个实施例中，所述缩短单晶炉熔料时间装置还包括安装在单晶炉的炉盖上的多相电极，所述多相电极与炉盖之间绝缘设置；所述发热体与多相电极导电连接，所述多相电极通过电线和开关连接到电源。

在其中一个实施例中，所述发热体通过导电绳与多相电极导电连接。

在其中一个实施例中，所述缩短单晶炉熔料时间装置包括能够提升或下放发热体的动力装置。

在其中一个实施例中，所述动力装置包括安装在炉盖上的电机以及两端分别连接在电机和发热体上的拉绳。

在其中一个实施例中，所述拉绳为钨绳，并且所述钨绳包括上部钨绳和下部钨绳，所述上部钨绳和下部钨绳之间通过绝缘体相互连接。

在其中一个实施例中，所述发热体为圆环状的结构。

在其中一个实施例中，每相电极的侧壁上包覆有密封材料。

附图说明

图1为本实用新型缩短单晶炉熔料时间装置的结构示意图；

图2为本实用新型缩短单晶炉熔料时间装置的纵向剖视图；

图3是图2在B处的局部放大图；

图4是图1在C处的局部放大图；

图5是图2在D处的局部放大图；

图6是本实用新型缩短单晶炉熔料时间装置安装到单晶炉后的剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图，说明本实用新型的较佳实施方式。

本实用新型的缩短单晶炉熔料时间装置，包括设置在单晶炉的炉腔中、位于坩埚上方的发热体8，发热体能够通电发热。发热体为圆环状的结构。

缩短单晶炉熔料时间装置包括安装在单晶炉的炉盖1上的三相电极，三相电极与炉盖之间绝缘设置，具体的电极底面与炉盖之间设置有陶瓷座2，电极的顶部还设置有陶瓷盖3；发热体与三相电极导电连接，三相电极通过穿过陶瓷盖3电线和设置在电路中的开关连接到电控柜上。优选的，电极4为铜电极。

发热体通过导电绳与三相电极导电连接，该导电绳5为导电钨绳。由于发热体为圆环状的结构，导电绳可以通过线鼻子7直接连接在发热体上，而不需要另外在发热体上开设安装孔。

缩短单晶炉熔料时间装置包括能够提升或下放发热体的动力装置。动力装置包括安装在炉盖上的电机6以及两端分别连接在电机和发热体上的拉绳。拉绳为耐高温的钨绳，并且钨绳包括上部钨绳9和下部钨绳11，上部钨绳9和下部钨绳11之间通过绝缘体10相互连接，如图4所示，具体的上部钨绳和下部钨绳之间通过陶瓷块相互连接。

在硅料融化后，通过动力装置将发热体提升到炉盖处，从而不会影响单晶棒的生长过程，并且有利于提高整个缩短单晶炉熔料时间装置的使用寿命。

每相电极的侧壁上包覆有密封材料，该密封材料是四氟化碳块12。

熔化硅料的步骤如下：

a)，通过动力装置将发热体下放到距离坩埚顶面合适的位置；

b)，打开开关，使发热体通电发热；

c)，当硅料融化后，关闭开关，通过动力装置将发热体向上提升到炉盖处。

多相电极连接到电控柜，在步骤b)中，通过电控柜设定发热体的电压和电流，调整发热体的产热温度。优选的，设定电流为800-1000A，电压为40-60V，可以节约3.5-4.5小时的熔料时间。设定电流800A,电压50V，功率为40KW，最后可以节约4个小时的熔料时间。设定电流1000A,电压60V，功率为60KW，最后可以节约4.5个小时的熔料时间。

现有的单晶炉中具有对硅料进行加热的、设置在坩埚侧壁外围的加热装置，本申请通过在坩埚的上方设置一个发热体，与现有的加热装置一起对单硅料进行加热，从而缩短了熔料时间，提高了单晶棒的生产效率，降低了单晶棒的生产成本。另外，在硅料融化后，通过动力装置将发热体提升到炉盖处，从而不会影响单晶棒的生长过程，也能提高整个缩短单晶炉熔料时间的使用寿命。

现有技术中，由于熔料的时间较长，热量损失也比较严重，本申请的缩短单晶炉熔料时间方法加快了熔料的速度，降低了热量的损失。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。