小炉子改大热场在单晶生产中的实际应用.doc

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1、随着太阳能光伏行业的迅猛发展，太阳能电池片的生产厂商为了提高组件的输出功率和降低生产成本，对所生产的电池片规格开始有了新的要求，正逐步从原来以生产125×125为主的电池片向以156×156为主的规格方向发展。为了适应这一变化，作为为电池片厂家提供硅片的单晶硅生产企业也必然会把原来以拉6寸单晶为主逐步向以拉6.5寸和8寸单晶棒为主的方向发展。这是一个不可逆的生产方向，作为一个为电池片厂商提供晶锭和硅片的生产企业来说，也必然会朝着这个方向作出调整和发展。改热场的目的目前在从事太阳能单晶硅生产的企业中，在前几年购置的单晶炉大部分都是以80炉和85炉为主。这些炉子基本上都

2、是以18寸和20寸的热场系统为主，投料量基本上在60和80公斤左右。用这些炉子的热场来生产6.5寸和8寸单晶，其生产成本就显得不太理想，也不具备竞争优势，这不但制约了产能的发挥，也大大影响了成品率。因此，怎么样在不更新设备的前提下，通过何种技术改造来使这些为数众多的单晶炉也能够增加投料量，就成为了各家单晶硅生产企业所关心的问题。答案是肯定的：通过把这些数量众多的80炉和85炉从原来的18和20寸热场，改造成可以相应提高投料量的20寸、22寸热场，以达到增加产能和提高成品率的目的。见表一、表二表一项目原热场改进热场同比±热场18寸20寸 投料(Kg)608033%成品

3、率(%)75818%产量(Kg)456544%月开炉(炉)1513-13%总产量(Kg)67584525% 表二项目原热场改进热场同比±热场20寸22寸 投料(Kg)8012050%成品率(%)81877.4%产量(Kg)6510561.5%月开炉(炉)1311-15.3%总产量(Kg)845115536.6%    从以上二表中可以看到经过技术改造后，虽然减少了开炉的数量，但是，由于增加了单炉的投料量，其产量和成品率可以得到很大的提升。这就可以在不更换设备的基础上，非常有效地增加企业的经济效益。改进方法1  不改变单晶炉原有的机械结构。对单晶炉原有的规格、尺寸和机

4、械结构都不做任何改变。2　不改变单晶炉原有的电源配置。对单晶炉原有的变压器和配置都不做任何改变。3　不改变单晶炉原有的控制系统。4　重新设计热场系统，以达到新热场规格升级的目的。5　采用不同材料来组合成整个热场系统。a　CC复合材料：将原来的石墨保温罩改用CC复合材料，这样既减少了重量，又可以缩小直径以满足升级热场规格的目的。b固化保温毡：　　采用固化毡来代替原先的石墨软毡，以解决因炉筒直径限止对升级热场带来的困难。c石墨材料：加热器、托杆、坩埚等部分依然还是采用石墨材料。 　改进结果在实际应用中，那些原来只能投入60kg和80kg原料的80炉和85炉，经过全新的设

5、计后，热场系统从原来的18寸和20寸分别提升至20寸和22寸。这样，投料也分别从原来的60和80kg提高至80和120kg左右。经过全新设计后的热场效果，在实际的单晶生产中都得到了有效的验证。对提高企业的经济效益起到了很大的作用。其具体优势主要体现在以下几个方面：1       节省资金：在没有更新设备的前提下达到了增加产能的目的。2       提高了产成品率：采用升级后的热场来进行单晶硅的生产，产量和成品率方面在原有的基础上都有了大幅的提高。3       提高了单晶棒的品质：用全新设计的热场拉出的晶棒，其质量更为可靠。尤其在加工电池片过程中，为避免产生低效片起

6、到了非常有效的作用。4       能降低能耗：由于新热场根据不同部位的要求，已经在不同部件采用了不同材料的有效组合搭配。因此，虽然增加了投料量，但拉晶的功率却并未由此增加。甚至要比原先老热场的拉晶功率还要低。见图一、图二      图一95炉20寸热场                                                                          图二 95炉22寸热场从上图中可以明显看到，在单晶炉是同一个厂家的产品，规格也是相同的95炉。同样是拉6.5寸的单晶棒状况下，结果却是完全不同的。左边图中（不是本人设计的

7、热场）是采用20寸的热场，投料在95公斤，在等径长度拉到1600多的时候，功率在63千瓦左右。右边图中（是由本人设计的热场）是采用22寸的热场，投料在130公斤，在等径长度拉到2130多的时候，功率在56千瓦左右。从上面的图中可以看到，22寸的热场，在投料量远大于20寸热场的情况下，在等径长度也远大于20寸热场的前提下，等径的功率却远小于20寸的热场。从上面的实际例子中可以看出，在同样的单晶炉上，只有设计合理就能够做到节省能源，从而增加企业的经济效益。5       能提高拉速：由于在新热场的整体设计中已充分考虑了热场对拉速的要求，因此在采用新热场拉晶时其平均拉