一种DS块保温条的制作方法

一种ds块保温条
技术领域
1.本实用新型涉及一种ds块保温条，属于铸锭炉多晶硅成型工艺技术领域。

背景技术：

2.晶体硅太阳能电池是应用广泛的太阳能电池，铸锭炉是制造多晶硅片的关键设备，通过加热-熔化-长晶-退火-冷却工艺步骤，硅原料铸造成硅锭，再通过开方-检测-磨面-切片-清洗-片检等工序，得到合格的硅片。2021年随着硅料价格上升，多晶硅厂家以市场上粒径小于3mm沫子料和碎片代替原生硅,增加循环料比例，原料变差后，影响铸锭回收率的不良指标阴影和杂质更加凸显。铸锭炉的长晶界面影响硅锭的pl缺陷值，也会影响铸锭杂质和阴影，行业内一般通过调整热场，优化长晶界面和提升tc2温度（tc2热电偶测的温度，位置可参见图1中4所示）降低pl缺陷值(photoluminescence，pl)、阴影和杂质。铸锭炉的长晶界面受热源（加热器）和散热两方面影响，加热器更换成本高，一般通过改变散热来调整液面形状。
3.多晶铸锭炉中ds块是放置坩埚的支撑体，为了形成微凸界面及降低电耗，需要在ds块四周放置保温条，目前保温条的设置主要有两种方案：一种是将保温条放置在ds块下面，这种方案对全熔和半熔工艺都存在不足，对全熔工艺：这种方案tc2温度较高，有利于底部形核均匀，但长晶侧部斜插严重，在电池端表现为绒丝高，影响整体转换效率；对半熔工艺：tc2温度较高，有利于杂质排出，但边角的籽晶容易熔掉，籽晶保留率低，无籽晶位置形成大晶花，导致边角锭pl缺陷值高，影响电池端转化效率，长晶侧部斜插严重，在电池端表现为绒丝高，影响整体转换效率。另一种是将保温条挂在ds块四周，这种方案可以解决长晶侧部斜插（可改善电池片端绒丝）问题，而且可以提升半熔工艺籽晶保留率，但把保温条挂在ds块四周后，会导致tc2温度下降30-40度左右；对半熔工艺造成影响：（1）底部容易形成阴影（2）由于底部温度降低，底部热对流差，会影响杂质排出，导致杂质比例高。对全熔工艺造成影响：中间温度低，导致熔蚀不充分，晶花偏大；如果通过延长熔蚀时间，提升中间锭晶花质量，角锭位置熔蚀过量，可能全部熔完，导致角锭位置形成大晶花，影响整体转化效率，更严重情况会导致粘锅，整锭裂纹报废。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种ds块保温条，用于改善传统铸锭炉多晶硅的成型工艺，改变传统的热传导和散热方式，可对全熔工艺和半熔工艺的制成过程进行改善，提升产品良率。
5.为实现上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
6.本实用新型提供的一种ds块保温条，包括设于坩埚下方的ds块，所述ds块的中部位置设有tc2热电偶，所述ds块的侧壁设有若干保温条，所述保温条开设有热辐射口，所述保温条用于阻挡ds块和外界的热传导，所述热辐射口用于将热量辐射至ds块下面，以提升tc2热电偶位置处的温度。
7.具体的，所述热辐射口水平居中设置。
8.具体的，定义保温条的长度、宽度、厚度分别为a、c、f，所述热辐射口与保温条侧壁之间的间距为b，所述热辐射口的宽度为e，所述热辐射口与保温条顶面之间的间距为d，其中，a为1080-1360mm，b为100-300mm，c为100-200mm，d为30-60mm，e为30-150mm，f为10-70mm。
9.具体的，所述a为1080mm，b为300mm，c为200mm，d为60mm，e为80mm，f为45mm。
10.具体的，所述a为1220mm，b为300mm，c为200mm，d为50mm，e为80mm，f为45mm。
11.具体的，所述a为1220mm，b为300mm，c为140mm，d为50mm，e为50mm，f为45mm。
12.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
13.1、对于半熔工艺：
14.通过设置保温条侧挂可以防止四周散热过多，可有效降低长晶侧面斜插问题，可以形成微凸界面，通过利用热辐射口热量辐射到ds块下面，使tc2位置处温度可以提升20度左右，可降低半熔法产品的阴影比例和杂质比例，除热辐射口外，保温条两侧预留一定的宽度，可有效阻挡热量，提高角锭籽晶保留率。
15.2、对于全熔工艺：
16.通过设置保温条侧挂可以防止四周散热过多，可有效降低长晶侧部斜插问题，可以形成微凸界面，通过利用热辐射口热量辐射到ds块下面，使tc2位置处温度可以提升20度左右，有利于中间熔蚀，除热辐射口外，保温条两侧预留一定宽度，可有效阻挡热量，防止四角熔蚀过量，可缩小中间晶花和边角晶花差异，提升硅片在电池端转化效率。
附图说明
17.图1是现有技术中多晶铸锭炉的整体结构示意图；
18.图2是现有技术中保温条设置在ds块底部的结构示意图；
19.图3是现有技术中保温条设置在ds块侧挂的结构示意图；
20.图4是本实用新型提供的一种保温条侧挂的整体结构示意图；
21.图5是本实用新型提供的一种保温条截面尺寸及相关示意图；
22.图6是本实用新型保温条的实验成果对比图；
23.图7是原侧挂保温条多晶硅产品pl缺陷图；
24.图8是本实用新型提供的侧挂保温条成型产品的pl缺陷图；
25.附图标记：1、ds块；2、ds块塞条；3、ds块侧挂保温条；4、tc2热电偶；5、加热器；6、热场保温毡；7、大底板；8、石墨立柱。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
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底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理
解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.实施例：
30.现有技术中多晶炉的构造可参照图1所示，其包含ds块1、ds块塞条2、ds块侧挂保温条3、tc2热电偶4、加热器5、热场保温毡6、大底板7和石墨立柱8，本技术为改善传统制成工艺，提升成品良率，本实用新型对现有技术中的ds块侧挂保温条3进行改进，传统采用侧挂方式的多晶炉，包括设于坩埚下方的ds块1，在ds块1的中部位置设有tc2热电偶4，并在ds块1的侧壁设有若干保温条用于保温，本实用新型通过在保温条上开设有热辐射口，保温条用于阻挡ds块1和外界的热传导，热辐射口则用于将热量辐射至ds块1的下面，提升tc2热电偶4位置处的温度。通过提升tc2位置处的温度，可有效降低成品的pl缺陷值(photoluminescence，pl)、阴影和杂质。应用创新设计中间挖洞ds块侧挂保温条3，结合隔热笼隔热条调整，加高隔热笼隔热条，tc2位置温度上升25左右，tc2温度上升，有利于底部杂质排出；通过热传导和散热方式改变，缓和长晶前期和中期的液面突变，降低产生阴影概率。实验数据表格如图6所示，杂质比例从8.41%降低到1.68%，杂质比例降低6.73%（杂质是磨后检测杂质），阴影比例从1.35%降低到0.29%，阴影比例降低1.07%，电耗无增加，收益非常可观。本实用新型中间挖洞ds侧挂保温条叠加加高隔热笼隔热条，坩埚面斜插长晶明显改善，电池端的绒丝得到改善，pl缺陷值从5.64降低到4.59，pl缺陷值越低，在电池端转化效率越高。本技术提供的保温条，适用于隔热笼移动和大底板移动炉型，可用于多晶铸锭炉生产高效多晶产品、中效多晶产品、准单晶产品、提纯锭产品，同样也适用于多晶铸锭炉生产全熔产品、半熔产品、极限半熔产品，具有宽泛的使用面和良好的经济效益。
31.本实用新型实施提供的一种ds块保温条，结合隔热笼热条进行适当的调整，为此这里的热辐射口的高度位置应当根据实际使用需求进行调整，可通过将热辐射口水平居中设置，保证ds块四面的热量辐射对称均匀。
32.本实用新型实施例提供的一种ds块保温条，具体提供了一种ds块保温条1的尺寸范围，用以适配不同的型号铸锭炉的使用，为便于说明，这里参照图5所示定义保温条的长度、宽度、厚度分别为a、c、f，热辐射口与保温条侧壁之间的间距为b，热辐射口的宽度为e，热辐射口与保温条顶面之间的间距为d，其中，a为1080-1360mm，b为100-300mm，c为100-200mm，d为30-60mm，e为30-150mm，f为10-70mm，根据不同铸锭炉型号设置相应需求的保温条即可。
33.本实用新型实施例提供的一种ds块保温条，针对g6隔热笼移动炉台，为保障保温条的使用效果，这里优选a为1080mm，b为300mm，c为200mm，d为60mm，e为80mm，f为45mm。
34.本实用新型实施例提供的一种ds块保温条，针对g7隔热笼移动炉台，为保障保温条的使用效果，这里优选a为1220mm，b为300mm，c为200mm，d为50mm，e为80mm，f为45mm。
35.本实用新型实施例提供的一种ds块保温条，针对g7大底板移动炉台，为保障保温条的使用效果，这里优选a为1220mm，b为300mm，c为140mm，d为50mm，e为50mm，f为45mm。此时
可通过在隔热笼四角加长300mm*高200mm*厚45mm硬毡，用于进一步阻挡角锭位置热量。
36.本实用新型中间挖洞ds侧挂保温条既可以应用于白砂全熔，也可应用于黑砂全熔，通过更换中间挖洞ds侧挂保温条3，tc2温度上升26度左右，在同样温升对比，中间晶花质量明显改善，中间晶花和边角锭晶花差异缩小。
37.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种ds块保温条，包括设于坩埚下方的ds块，所述ds块的中部位置设有tc2热电偶，所述ds块的侧壁设有若干保温条，其特征在于，所述保温条上开设有热辐射口，所述保温条用于阻挡ds块和外界的热传导，所述热辐射口用于将热量辐射至ds块下面，以提升tc2热电偶位置处的温度。2.根据权利要求1所述的一种ds块保温条，其特征在于，所述热辐射口水平居中设置。3.根据权利要求2所述的一种ds块保温条，其特征在于，定义保温条的长度、宽度、厚度分别为a、c、f，所述热辐射口与保温条侧壁之间的间距为b，所述热辐射口的宽度为e，所述热辐射口与保温条顶面之间的间距为d，其中，a为1080-1360mm，b为100-300mm，c为100-200mm，d为30-60mm，e为30-150mm，f为10-70mm。4.根据权利要求3所述的一种ds块保温条，其特征在于，所述a为1080mm，b为300mm，c为200mm，d为60mm，e为80mm，f为45mm。5.根据权利要求3所述的一种ds块保温条，其特征在于，所述a为1220mm，b为300mm，c为200mm，d为50mm，e为80mm，f为45mm。6.根据权利要求3所述的一种ds块保温条，其特征在于，所述a为1220mm，b为300mm，c为140mm，d为50mm，e为50mm，f为45mm。

技术总结

本实用新型公开了铸锭炉多晶硅成型工艺技术领域的一种DS块保温条，旨在解决现有技术中传统侧挂保温条对于产品良率影响较大的问题。其包括设于坩埚下方的DS块，所述DS块的中部位置设有TC2热电偶，所述DS块的侧壁设有若干保温条，所述保温条上开设有热辐射口，所述保温条用于阻挡DS块和外界的热传导，所述热辐射口用于将热量辐射至DS块下面，以提升TC2热电偶位置处的温度。本实用新型用于改善传统铸锭炉多晶硅的成型工艺，改变传统的热传导和散热方式，可对全熔工艺和半熔工艺的制成过程进行改善，提升产品良率及晶体品质。提升产品良率及晶体品质。提升产品良率及晶体品质。