CN102094239A - 铸锭多晶炉底坩埚护板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铸锭多晶炉底坩埚护板，一块带有圆形或多边形凸起的是石墨板。在多晶铸锭过程中，石英坩埚放置在本发明涉的具有凸起的石墨板上，使得石英坩埚底部与石墨板的接触区域由平面变为分散的“点域”接触。从而使石英坩埚与底护板之间的传热由平面变为点点加强的区域接触。在石英坩埚底部形成一个个与凸起中心相对应的冷点，为多晶铸锭结晶初始阶段提供结晶点。从而减少铸锭多晶硅结晶初期的形核数量，并且在形核后沿石英坩埚横向长大，铺满坩埚底部后再竖直生长，在多晶铸锭中形成比较大的柱状晶。减少铸锭多晶硅中的晶界含量，从而降低铸锭多晶体内缺陷，提高晶体质量，从而提高光伏电池的转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体硅多晶铸锭生产设备，尤其是一种铸锭多晶炉底坩埚护板。
背景技术
在太阳能光伏领域，利用定向凝固的方法生产多晶硅锭是普遍采用的方法。其基本原理是，将多晶硅原料放置在石英陶瓷坩埚中，石英陶瓷坩埚放置在由石墨底护板及侧护板构成的“石墨坩埚”中，放置在热场系统中，加热使得硅料完全融化。然后，热场底部开启，热量从坩埚底部释放，温度降低，坩埚的底部将逐渐冷却到硅材料的结晶点温度。然后硅溶液在坩埚底部开始结晶，逐渐向上生长(凝固)，形状自下而上的柱状晶体结构。由于传统的坩埚底护板为平板结构，其弊端是，石英陶瓷坩埚的底面与底护板完全接触，因而对于坩埚底部来说，散热强度基本一致。从而在长晶初期，整个石英坩埚底面上温度分布基本一致，成核机会也一致，从而形成大量的晶核。使得晶体中的晶粒较小，在多晶体内的晶界密度及晶体缺陷密度较高，影响铸锭多晶晶体的质量，利用其制作的太阳能电池转换效率也会受到影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种使得石英坩埚底部与坩埚护板的接触区域由平面变为分散的“点域”接触的铸锭多晶炉底坩埚护板。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铸锭多晶炉底坩埚护板，包括护板基体，所述的护板基体表面具有凸起。
进一步具体的说，本发明所述的凸起为圆形或多边形，凸起的高度为2mm～6mm，凸起的个数为25～576个，凸起的直径为39mm～156mm。而所述的护板基体为石墨板或耐高温金属板，护板基体的厚度为20mm～30mm。
本发明的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，减少在铸锭多晶结晶初期的成核数量，并且在结晶初期控制晶粒横向长大后再向上生长，从而获得具有较大横截面积的柱状多晶硅晶锭。降低铸锭多晶硅体内晶界及缺陷密度，提高晶体质量，从而提高光伏电池的转换效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明凸起为多边形的结构示意图；
图2是本发明凸起为圆形的结构示意图；
图3是本发明应用时石英坩埚底部的温度分布曲线；
图中：1、护板基体；2、凸起。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种铸锭多晶炉底坩埚护板，包括护板基体1，所述的护板基体1表面具有凸起2。
本发明的应用比较方便，对现有铸锭多晶硅设备没有特殊要求。应用时，只需要将本发明带有凸起2的一面向上放置，然后将石英陶瓷坩埚放置在其上即可。
利用计算机仿真技术，对应用本发明的石英坩埚底部的温度分布进行的模拟分析，结果如图3所示。实验样板的凸起个数为25个，直径为52mm，凸起的分布形式为5行5列，凸起中心间距为156mm。谷底对应的是本发明凸起的中心。从温度分布的结果上看，本发明能够对石英坩埚底部的温度分布产生显著影响，在坩埚底部对应底护板凸起中心处的温度最低，在结晶初期，将首先在该处成核。从温度的分布同样可以看出，温度自凸起中心将附近平缓上升，形成一定大小的横向温度梯度，这样促使该处的晶核首先横向生长，有利于获得较大的晶粒结构。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
Claims (3)
1.一种铸锭多晶炉底坩埚护板，包括护板基体(1)，其特征在于：所述的护板基体(1)表面具有凸起(2)。
2.如权利要求1所述的铸锭多晶炉底坩埚护板，其特征在于：所述的凸起(2)为圆形或多边形，凸起(2)的高度为2mm～6mm，凸起(2)的个数为25～576个，凸起(2)的直径为39mm～156mm。
3.如权利要求1所述的铸锭多晶炉底坩埚护板，其特征在于：所述的护板基体(1)为石墨板或耐高温金属板，护板基体(1)的厚度为20mm～30mm。
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