本实用新型涉及太阳能电池制造设备领域，特别是一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置。
背景技术：
晶体硅和晶体锗等高纯度晶体的生长过程是晶体硅、晶体锗等太阳能电池生产过程中的重要环节。晶体生长的质量从根本上决定了其太阳能电池的性能。目前晶体硅和晶体锗等太阳能电池对应的硅、锗晶体主要在对应的铸锭炉内完成。多晶硅晶体的生长过程通常情况下为定向凝固过程，这个过程中由于分凝作用的影响，杂质元素会偏聚在硅熔体中。定向凝固可以对硅晶体中的杂质达到一定的去除效果，但是去除效果很大程度上受制于硅熔体的对流状态。目前多晶硅铸锭炉由于结构的限制，硅熔体的对流基本上为自发性对流（由密度差、氩气干扰产生），对流状态随长晶时间不断变化，难以控制。在现有技术中公开号为cn201610581744的中国专利文献公开了一种强制对流生长晶体硅的方法及其装置，该技术采用氮化硅叶轮对硅溶体进行搅拌，并且控制氮化硅叶轮距离硅晶体上部3-8cm，并且整个长晶过程中氮化硅叶轮转速在26转每分钟以下。由于叶轮材质问题（氮化硅叶轮成本高、纯度不容易控制）、叶轮转速问题（转速较低），该技术和装置不能在晶体硅生长过程中提供有效且可控的溶体对流。因此需要研制一种在晶体硅、锗晶体生长过程中能够使硅熔体形成充分且可控对流的生产装置。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构简单可靠、使用方便且能够在硅熔体内产生充分的水平对流的利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其特点是：包括内置有坩埚的铸锭炉，在铸锭炉内设置有搅拌轴，搅拌轴通过传动机构与配套的驱动装置相接，在铸锭炉的炉盖上固定安装有用于带动驱动装置升降的升降机构；在铸锭炉的炉盖上固定设有与搅拌轴相配套的动态密封机构，在搅拌轴的下部固定安装有用于搅动坩埚内熔体的石墨搅拌叶片，在石墨搅拌叶片上固定复合有陶瓷涂层或陶瓷壳层。
以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述升降机构包括竖向设置的丝杠导轨，丝杠导轨通过支架固定安装在铸锭炉炉盖上，在丝杠导轨上安装有丝杠滑块，在丝杠导轨顶部的支架上固定安装有配套的丝杠电机用于驱动丝杠滑块升降，所述的驱动装置通过支架固定连接在丝杠滑块上。
以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述的升降机构包括竖向设置的直线导轨，直线导轨通过支架固定安装在铸锭炉炉盖上，在直线导轨上滑动安装有导轨滑块，在直线导轨顶部的支架上固定安装有伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆与导轨滑块固定相连接，所述的驱动装置通过支架固定连接在导轨滑块上。
以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述的动态密封机构为磁流体密封、机械密封、正压气体保护密封、负压密封中的一种或几种组合。
以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述的驱动装置为驱动电机。驱动电机选用伺服电机，伺服电机通过配套的伺服控制器控制。
以上所述的本实用新型一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：所述搅拌轴的竖向投影位于坩埚的中心处。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型通过设置在铸锭炉内的石墨搅拌叶片搅动坩埚内的硅、锗熔体，使硅、锗熔体在坩埚中形成充分的水平对流，这有利于降低硅、锗熔体水平温度梯度，有利于提高晶体生长界面的平整度，并降低晶体内的热应力，进而降低晶体内的位错密度等缺陷，从而提高晶体的质量。
且通过升降机构能够带动石墨搅拌叶片在坩埚中上下升降，这能够使硅、锗熔体的各个层面对流地更加充分且均匀，使晶体生长效果更好；并且硅、锗熔体中充分的对流还能够提高多晶硅晶体中杂质的去除效果。
并且石墨搅拌叶片上复合的陶瓷涂层或陶瓷壳层能够使其更加耐高温，且复合有陶瓷涂层或陶瓷壳层的石墨搅拌叶片其金属含量低，能够提高晶体生长质量（金属含量对晶体生长至关重要，金属污染会导致锗、硅的终端产品电池片发电效率大幅度降低）。
附图说明
图1为实施例2的一种结构示意图；
图2为实施例3的一种结构示意图；
图3为实施例3中a处局部放大图；
图中，1为铸锭炉，2为坩埚，3为搅拌轴，4为驱动装置，5为动态密封机构，6为石墨搅拌叶片，7为丝杠导轨，8为丝杠滑块，9为丝杠电机，10为直线导轨，11为导轨滑块，12为伸缩气缸。
具体实施方式
以下进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成对其权利的限制。
实施例1、一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，包括内置有坩埚2的铸锭炉1，在铸锭炉1内设置有搅拌轴3，搅拌轴3通过传动机构与配套的驱动装置4相接，在铸锭炉1的炉盖上固定安装有用于带动驱动装置4升降的升降机构；在铸锭炉1的炉盖上固定设有与搅拌轴3相配套的动态密封机构5，在搅拌轴3的下部固定安装有用于搅动坩埚2内熔体的石墨搅拌叶片6，在石墨搅拌叶片6上固定复合有陶瓷涂层。所述的动态密封机构5选用磁流体密封。
实施例2、实施例1所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置中：参照图1，在石墨搅拌叶片6上固定复合有陶瓷壳层。所述的动态密封机构5选用机械密封。所述升降机构包括竖向设置的丝杠导轨7，丝杠导轨7通过支架固定安装在铸锭炉1炉盖上，在丝杠导轨7上安装有丝杠滑块8，在丝杠导轨7顶部的支架上固定安装有配套的丝杠电机9用于驱动丝杠滑块升降，所述的驱动装置4通过支架固定连接在丝杠滑块8上。丝杠电机8选用伺服电机，伺服电机通过配套的伺服控制器控制。
实施例3、实施例1或2所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置中：参照图2和图3，所述的动态密封机构5选用正压气体保护密封。所述的升降机构包括竖向设置的直线导轨10，直线导轨10通过支架固定安装在铸锭炉1炉盖上，在直线导轨10上滑动安装有导轨滑块11，在直线导轨10顶部的支架上固定安装有伸缩气缸12，伸缩气缸12的活塞杆与导轨滑块11固定相连接，所述的驱动装置4通过支架固定连接在导轨滑块11上。伸缩气缸12通过配套的气动控制装置控制。
实施例4、实施例1或2或3所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置中：所述的动态密封机构5选用负压密封。
实施例5、实施例1-4中任何一项所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置中：所述的驱动装置4为驱动电机。驱动电机选用伺服电机，伺服电机通过配套的伺服控制器控制。
实施例6、实施例1-5中任何一项所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置中：所述搅拌轴3的竖向投影位于坩埚2的中心处。
本实用新型使用时，开启滑块上的驱动装置4带动搅拌轴3按大于30转/分钟的速度转动，通过搅拌轴3上的石墨搅拌叶片6搅动坩埚2内的熔体，使坩埚2中的熔体产生对流；并且通过升降机构上的滑块带动驱动装置4上下移动，从而使石墨搅拌叶片6上下搅动坩埚2内熔体，使得熔体各层均产生充分对流，进而使得铸锭炉1生产的硅锭质量更好。
1.一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其特征在于：包括内置有坩埚的铸锭炉，在铸锭炉内设置有搅拌轴，搅拌轴通过传动机构与配套的驱动装置相接，在铸锭炉的炉盖上固定安装有用于带动驱动装置升降的升降机构；在铸锭炉的炉盖上固定设有与搅拌轴相配套的动态密封机构，在搅拌轴的下部固定安装有用于搅动坩埚内熔体的石墨搅拌叶片，在石墨搅拌叶片上固定复合有陶瓷涂层或陶瓷壳层。
2.根据权利要求1所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其特征在于：所述升降机构包括竖向设置的丝杠导轨，丝杠导轨通过支架固定安装在铸锭炉炉盖上，在丝杠导轨上安装有丝杠滑块，在丝杠导轨顶部的支架上固定安装有配套的丝杠电机用于驱动丝杠滑块升降，所述的驱动装置通过支架固定连接在丝杠滑块上。
3.根据权利要求1所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其特征在于：所述的升降机构包括竖向设置的直线导轨，直线导轨通过支架固定安装在铸锭炉炉盖上，在直线导轨上滑动安装有导轨滑块，在直线导轨顶部的支架上固定安装有伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆与导轨滑块固定相连接，所述的驱动装置通过支架固定连接在导轨滑块上。
4.根据权利要求1所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其特征在于：所述的动态密封机构为磁流体密封、机械密封、正压气体保护密封、负压密封中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其特征在于：所述的驱动装置为驱动电机。
6.根据权利要求1所述的一种利用扰流辅助晶体生长的铸锭装置，其特征在于：所述搅拌轴的竖向投影位于坩埚的中心处。
技术总结