多晶硅铸锭炉操作一般知识
多晶硅铸锭炉操作与生产流程
多晶硅铸锭炉操作与生产流程1.原料准备原料是多晶硅的硅块或硅片。
准备的原料要求纯度高，无杂质。
为了提高生产效率，原料通常以小块装入托盘，方便连续供给。
2.炉体预热炉体预热是为了将炉体温度提升到适宜的熔解温度。
通常炉体内设置有电炉加热器和保温层，通过电热加热将炉体温度升高。
3.熔化和铸炉炉体预热至适宜的温度后，将原料加入炉体中进行熔化。
通常使用电炉或辐射加热方式进行熔化。
熔化后，需要将熔融硅液进行搅拌和均匀化处理，以消除内部的应力和局部温度差异。
然后，将熔融硅液进行铸炉，通过向下拉拔和旋转的方式，将熔融硅液逐渐冷却并形成铸锭。
在铸炉过程中，需要对炉温进行控制，以确保铸锭的质量。
4.冷却和卸锭完成铸炉后，需要将铸锭进行冷却。
冷却方式通常有自然冷却和快速冷却两种选择，根据产品需求进行选择。
冷却后，铸锭需要进行卸锭处理。
卸锭时需要注意操作，确保铸锭的完整和质量。
通常使用机械卸锭设备进行卸锭。
以上就是多晶硅铸锭炉的操作流程。
下面将介绍多晶硅铸锭炉的生产流程。
1.原料准备在生产流程中，需要对原料进行准备和筛选，确保原料的纯度和质量。
2.熔化和铸炉将原料加入炉体中，通过炉体的加热和熔化，得到熔融硅液。
然后进行熔融硅液的搅拌和均匀化处理，进行铸炉制程。
3.冷却和卸锭铸炉后，对铸锭进行冷却处理。
冷却方式根据产品要求进行选择，可以选择自然冷却或快速冷却。
冷却后，使用机械卸锭设备进行卸锭完整性和质量。
4.切片和加工经过卸锭的多晶硅铸锭，需要进一步进行切片和加工，得到所需的硅片和单晶硅。
5.检测和质量控制以上就是多晶硅铸锭炉的操作和生产流程。
该过程需要严格控制各个环节的参数和操作，以确保最终产品的质量和性能。
多晶铸锭
多晶铸锭多晶铸锭目前有两种方法，其一：浇铸法，简单地说也就是先在一个坩埚内将硅料熔化，然后浇铸在另一个经过预热的坩埚内进行冷却，通过控制冷却速率采用定向凝固技术铸造多晶硅锭。
其二：直熔法，也就是直接熔化法即在坩埚内直接将多晶硅熔化，然后通过坩埚底部的热交换，使熔体冷却采用定向凝固技术铸造多晶硅。
现在一般使用的是后一种方法，虽然在本质上两种方法没有区别，但后一种方法造出的多晶硅质量好，有利于生长取向性较好的多晶硅锭，生长过程易自动化，可以使晶体内部位错降低。
由于直熔法自身的一些缺陷，无法铸出较长的多晶硅锭，要想提高产量只能增大其截面积，而大截面的硅片也很受市场欢迎。
与直拉单晶硅不同，铸造多晶硅不需要籽晶，晶体生长过程一般自坩埚底部开始降温，当熔体温度低于熔点时，坩埚底部首先凝固，利用定向凝固技术得到多晶硅。
单晶硅拉棒单晶硅拉棒有直熔法，区熔法和外延法。
后两种方法也可以得到高质量的硅单晶，但是造价较高。
一般用直拉法拉制单晶硅，其工艺：是装料，熔化，种晶，缩颈，放肩，等径，收尾，完成。
就可以拉出单晶硅棒了。
直拉单晶硅造出的硅锭一般是圆柱形状的，在做电池板时为了利用有限空间一般采用方形或多边形，这就势必在加工时候要造成很多废料。
单晶硅做出的太阳电池比多晶硅电池效率高1%~2%，随着多晶硅电池的技术不断提高，现在市场上单晶硅电池已经基本被多晶硅电池取代。
但是高纯单晶硅在电子行业和一些对转化效率要求价高的电池行业依然很适用。
多晶炉的结构主要由真空炉体部分、加热及保温系统、真空系统、充排气系统、红外检测系统、水冷却系统、电气控制系统、结构平台等组成。
多晶硅提纯多晶硅的提纯分作两步。
第一步是在粗提纯的时候去除的杂质，另一步是在铸造过程中进行的杂质沉淀与清除。
多晶硅中的杂质主要有碳、氢、氧、氮、铁、铝、钙等。
传统的提纯方法是用西门子法，现在大多数工厂用西门子改良法，但我国研发的物理提纯法能耗盒水耗只有西门子法的1/3和1/10，是未来比较与前景的提纯方法。
多晶硅铸锭炉的工作原理
多晶硅铸锭炉的工作原理首先，硅料熔融是多晶硅铸锭炉的第一步。
在炉中加入高纯度的硅料，通常是硅块或硅片，然后通过电阻加热或感应加热的方式将硅料加热到熔融温度。
在炉内，硅料中的硅原子由于热能的作用开始振动，并逐渐失去其原子间的结合力。
当硅料的温度达到熔点时，硅原子之间的键强度完全消失，形成了液态硅。
其次，铸锭凝固是多晶硅铸锭炉的第二步。
当硅料熔融后，开始降低温度使其凝固。
凝固过程中，硅原子重新排列并形成了晶体的结构。
在这个过程中，硅原子重新组合并排列成晶格结构，形成了多晶硅。
凝固速度的控制对于提高多晶硅的晶粒度和降低杂质含量非常重要。
通常情况下，在凝固过程中还会控制硅料的搅拌，以避免结晶过程中的杂质团聚。
首先，多晶硅铸锭炉的炉体结构非常重要。
炉体通常由石墨材料制成，可以耐受高温和化学反应。
石墨材料的热传导性能较好，可以加热和散热硅料，确保温度均匀且稳定。
其次，温度控制是多晶硅铸锭炉的关键。
在炉内加热过程中，需要对温度进行精确的控制，以确保硅料能够均匀熔融。
在铸锭凝固过程中，温度的准确控制对于晶体的形成和生长非常重要。
通常通过在炉体中设置多个温度传感器，并通过反馈控制系统来实现温度控制。
最后，搅拌和保护气氛是多晶硅铸锭炉中的重要步骤。
通过搅拌硅料可以改善熔融过程中的均匀性，避免杂质团聚。
此外，为了保护熔融硅料不受氧化的影响，炉内通常需要保持特定的气氛，如氢气或氩气。
总结起来，多晶硅铸锭炉的工作原理包括硅料熔融和铸锭凝固两个主要步骤。
硅料经过加热熔化后，凝固过程中重新排列并形成晶体结构。
在实际操作中，需要考虑炉体结构、温度控制、搅拌和保护气氛等因素的影响。
多晶铸锭生产工艺培训
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B 0.8
P 0.35
C 0.07
O 1.25
Fe 8×10-5
Co 8×10-4
Ni 3×10-7
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杂质元素和微缺陷沿硅锭高度的分布
1
4
2
5
3
1、少子寿命分布 2、金属元素（Fe）分布 3、缺陷密度分布 4、氧分布 5、碳分布
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预清洗、脱胶
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硅片清洗
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硅片检验
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一 多晶硅锭的组织结构与结晶炉热场 二 定向凝固时硅中杂质的分凝 三 定向凝固生长方法 四 多晶铸锭作业流程 五 硅锭、硅块性能检测
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一、多晶硅锭的组织结构与结晶炉热场
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5、定向凝固：长晶要求固-液界面处的温度梯度大于0，横向则要求尽可能小的温度梯 度；温度梯度和热流保持在垂直方向上，从而形成定向生长的柱状晶。
图1.1 GT多晶炉热场结构示意图
图1.1 ALD多晶炉热场结构示意图
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6、硅结晶的特点：与一般金属不同，硅的不同晶面自由能不相同，表面自由能最低的晶 面会优先生长，特别是由于杂质的存在，晶面吸附杂质改变了表面自由能，所以多晶硅柱 状晶生长方向基本垂直，但常伴有分枝晶。 7、长晶速度：即结晶生长前沿的移动速度，取决于热场的变动，是综合控制晶体生长素 的和质量的最重要工艺数据。降低液相温度梯度可提高晶体生长速度；提高固相温度梯度 可提高晶体生长速度，但温度梯度过大，会使热应力过大，引起位错密度增加，造成内裂 纹。
多晶硅铸锭炉操作一般知识
多晶硅铸锭炉操作一般知识多晶铸锭目的:在一定的时间内，定向生长出一定尺寸的多晶晶锭。
操作过程：装炉-运行铸锭炉-出炉。
装炉：1，装炉前准备事项（1）检测多晶炉正常（顶板与加热板间电阻2K欧，溢流线电阻2-3欧）；（2）炉腔清理完毕（a下炉腔内壁附着物；b DS-block表面颗粒；c DS-block下隔热板及石棉垫表面颗粒）；（3）溢流线未被石棉垫覆盖。
2，装炉时注意事项（1）叉车平稳进出，绝不可撞击炉内器件；（2）装好料的坩埚放在DS-block中央（3）四块隔热条准确放在坩埚底板与DS-block之间。
运行铸锭炉1，运行前准备事项（1）清洁上下炉体缝合面，在O型圈表面均匀抹上真空油脂；（2）真空泵油位正常（1/3H-2/3H）；（3）红、黄、蓝指示灯正常，蜂鸣器正常；（4）配方名称准确，参数准确（进出水压力50-65psi，压差35psi，进出水温度24+—1℃）；（5）报警（Alarms）界面无异常（指示条全为绿色）；（6）隔热笼零位置准确；（7）准备好运行记录本。
自动运行前内容：a关闭下炉腔；b启动真空泵，点击“AUTO”熔化结束判断a，系统已经报警（功率斜率变化率值＜-0.01；TC2温度斜率变化率值＞0.03）；b，高温计明显下降；c，观察无漂浮硅料（15-20秒）；d，设定功率与实际功率曲线明显下降，TC2温度曲线明显上升。
中心长晶结束判断a，系统已经报警（高温计斜率值＞6）b，高温计曲线明显上升c，观察无液态硅边角长晶结束判断a，设定功率曲线不再上升；b，功率斜率平均值曲线不再上升；c，对应阶段时间运行完成。
出炉（1）打开下炉腔前事项a，overview（浏览）界面TC1温度低于要求的出锭温度；b，炉腔压强高于980mbar；（2）打开下炉腔a，戴好高温手套，将坩埚底板下的四条隔热条放在指定位置；b，叉车平稳进入。
正常多晶锭产品主要性能参数：1，一级品：P型，电阻率0.7-2Ωcm，少子寿命＞2us；1，二级品：P型，电阻率2-4Ωcm，少子寿命＞1us；铸锭炉安全操作规程(1)硅锭出炉后，局部温度过高可能导致自动爆炸飞溅碎片伤及人身，所以必须远离刚出炉的硅锭。
多晶铸锭生产注意事项
（4）检查冷却水的进水压力在4.5— ）检查冷却水的进水压力在4.5— 5.5mbar(0.45—0.55MPa)之间，进水温度 5.5mbar(0.45—0.55MPa)之间，进水温度 24±2℃度，出水温度在32±2℃之间。 24± 度，出水温度在32±
（5）检查真空泵油的 液位， 不低于1/3，不 不低于1/3，不 高于2/3。 高于2/3。
（6）检查压缩空气压 力5mbar。 5mbar。 压缩空气的主要作用 是开启阀门。
2：进炉前注意事项
（1）检查石墨侧板与 石英坩埚之间的间隙 四周应均匀，石墨螺 栓、螺母不应拧的太 紧，用手轻轻带紧即 可。
（2）查看装料高度， 确定原料不能高于坩 埚20厘米。 20厘米。
（3）石墨箱用叉车小 心的放置在热交换台 上，每一边的空余在 40±2mm之间。 40±2mm之间。
4 ：运行时注意事项
（1）长时间不运行情况下，在手动控制画 面中，手动打开机械泵预热20分钟左右； 面中，手动打开机械泵预热20分钟左右； 连续运行则忽略该步骤。 （2）运行前应仔细检查水、电、气的状态 数据并实时记录设备的相关参数。认真填 写状态记录表，包括程序名称，开始运行 时间，坩埚编号等。 （3）点击“慢速抽真空”按钮，进入慢速 ）点击“慢速抽真空” 抽真空状态。 （4）压力达到0.01mBar以下后，确认运行 ）压力达到0.01mBar以下后，确认运行 的程序无误后，点击自动运行。
多 晶 铸 锭 生 产 注 意 事 项
技 术 部
1： 开炉前注意事项
准备好硅料后，打开炉体，并检查设备技 术性能状态。对炉内及相关配套的真空泵、 氩气罐与冷却系统进行开机前检查。步骤 如下：
（1）用吸尘器清洁炉 体内部和基座。 注意：铸锭炉炉膛必 须清理干净，以免残 留杂质影响硅锭品质。
关于多晶硅铸锭热场系统
2.3石墨加热器的应力校核
石墨在低温导热性良好，在高温时导热性下降，造成其表面与心部温度差使断面伸长不一致。产生热应力，从而导致石墨加热器损坏，故应计算其产生的热应力。
对于宽度比厚度大得多的板状电热元件：
式中：t中心为电热元件心部温度:t表面为电热元件表面温度，此处取t表面=1540℃
1.石墨加热板；2.石墨加热板；3.角接器；4.石墨电极；5.支承环；6、7、8.碳、碳螺栓、螺母图2石墨加热器基本结构
2．1石墨加热器的设计计算该炉基本参数：额定功率：165 KVA：最大线电流：3800A：最大输出电压：25V。加热器的接线方式(见图3)。
图33800/ √3=2194A
确定隔热层固化碳毡的厚度:
间歇生产的真空电炉，通常隔热层外壁面温度为200~300℃，水冷炉壳内温度为100-150℃,隔热层外表面的辐射换热系数可由下式计算:
（1）
（2）
（3）
tw1为隔热层内壁画温度，此处取tw1=1600℃; tw2为隔热层外壁面温度，此处取tw2=250℃; Q为隔热层散失的总热量，此处已求得Q=3486.OW/m2。将各值代入(5)式，得：故该铸锭炉隔热层固化碳毡厚度取90mm。隔热层组件利用一个方形的小锈钢笼来支撑和固定。
热场是多晶硅铸钻炉的心心脏，其内装石墨加热器、隔热层、坩埚和硅料等。多晶硅工艺生产过程必须通过加热室的调整来实现，因此，多晶硅铸锭炉加热室的结构设计显得至关重要。
1加热方式分析
为使硅料熔融，必须采用合适的加热方式。从加热的效果而言，感应加热和辐射加热均可以达到所需的温度。如果采用感应加热的方式，由于磁场是贯穿硅料进行加热，在硅料内部内部很难形成稳定的温度梯度，破坏晶体生产的一致性,而采用辐射加热可以对结晶过程的热量传递进行精确控制,易于在坩埚内部形成垂直的温度梯度，因此我们优先采用辐射加热的方式。
多晶铸锭车间作业指导书
3.1.11.检查陶瓷片是否有碎掉的，碎掉的及时更换，加热器与隔热层之间电阻不小于3KΩ•cm。
3.1.12.检查各阀门是否能正常开启。
3.1.13.查看主参数是否正确。
3.1.14.检查配方是否正确
3.2装炉作业指导
3.2.1.坩埚内料的高度不能超过坩埚护板的高度，加上盖板后盖板不能碰到硅料，装护板需2人操作，一人扶好护板，防止脱落。
5.4.断电处理：在运行中突然断电，炉温会快速下降。在断电窗口中点静音，并记下断电时的功率、温度、点暂停，进入模式界面，在真值表中将加热模式改为功控模式，并把功率设定值设定为断电时功率值加5%-10%，当温度快上升到断电时的温度时，把加热模式改为断电时的加热控制模式，点“继续运行”继续配方运行。
5.5.断水处理：当发生断水时，会弹出断水警告窗口，若20秒内未来水，将自动断电。断水报警可以分两种情况处理：1、一路断水，可将临界值改为0，防止断电，5分钟内修复流量计，然后重新运行。2、全部断水，则说明冷却水源发生故障，则需要紧急启动备用水源，确保炉体供水正常。
3.4.8.冷却阶段，功率慢慢下降至零，隔热层缓慢提升至350mm，温度曲线平稳下降。至400℃以下时，准备出炉。
3.5出炉
出炉前的准备工作
a)准备好叉车，确认电量是不是符合出锭要求。
b)准备好劳保用具，如高温手套等。
c)保证至少2人作业，1人开叉车，1人在叉车后方注意叉车左右前后位置，以免发生碰撞。
4.1.出炉时佩戴好劳保用品，防止烫伤。
4.2.加热前仔细检查配方主参数是否正确，准确无误后再开始加热。
4.3.熔化阶段保证硅料充分熔化。
4.4.长晶阶段曲线平稳，有异常要及时发现，同时多观察溢流窗口。
硅片制备--多晶硅铸锭炉和单晶炉知识分享
• 硅单晶的生产方法以直拉法和区熔法为主， 世界硅单晶产量，其中70～80% 是直拉法 生产，20～30%是区熔和其它方法生产的。
• 我国目前生产的直拉硅单晶直径普遍水平 Φ40～Φ50毫米，Φ75毫米直拉单晶也能生 产，但比较少，国外一般直拉硅单晶直径 为Φ75～Φ100毫米，特殊的生长Φ220毫米 长1.5米的单晶。
• 热场主要受热系统影响，热系统变化热场 一定变化。加热器是热系统的主体，是热 系统的关键部件。因此，了解加热器内温 度分布状况对配制热场非常重要。
• 以加热器中心线为基准，中心温度最高， 向上和向下温度逐渐降低，它的变化率称 为纵向温度梯度，用dT/dy表示。加热器径 向温度内表面，中心温度最低，靠近加热 器边缘温度逐渐增加，成抛物线状，它的 变化率为径向温度梯度，用dT/dx表示。
–多晶硅电池效率比单晶硅低一些，但硅锭生产效率高， 在规模化生产上较有优势。
• 目前国际上以多晶硅硅锭生产为主，而国内由于 人工成本低，国产单晶炉价格低，因此国内单晶 硅硅锭的产能比多晶硅大得多。
1 太阳电池单晶硅锭生产技术
• 1.1 切克劳斯基法（Czochralsik： CZ 法） 1917年由切克斯基建立的一种晶体生长方法 现成为制备单晶硅的主要方法。
• 光学等直径监测器装在炉膛的光学等直径监测孔上，它象照象机，一 组光学镜头对准坩埚中心，硅单晶通过镜头将硅单晶横断面直径的正 面影象反射在毛玻璃屏幕上，屏幕上有一个光敏二极管，影象变化作 用在光敏二极管上，产生电信号，经过放大分压（或分流）处理，控 制提拉或加热功率，保证硅单晶等径生长，通过调节光敏二极管位置 可以控制生长硅单晶的粗细。
太阳能电池片科普系列-多晶硅铸锭篇
太阳能电池片科普系列——多晶硅铸锭篇中国光伏产业经历了风风雨雨几十年，无论是技术，还是成本都经历了翻天覆地的变化，随着市场对于高效率太阳能电池的需求，多晶硅铸锭工艺也在一丁一点的发生着变化，作为电池片原材料的源头，多晶硅铸锭所扮演的角色也就不言而喻了。
铸锭是将各种来源的硅料高温熔融后通过定向冷却结晶，使其形成硅锭的，硅料被加热完全融化后，通过定向凝固块将硅料结晶时释放的热量辐射到下炉腔内壁上，使硅料中形成一个竖直温度梯度。
这个温度梯度使坩埚内的硅液从底部开始凝固，从熔体底部向顶部生长。
硅料凝固后，硅锭经过退火、冷却后出炉。
一、多晶硅铸锭的主要流程二、喷涂工序1、石英坩埚检查石英坩埚表面——干净无污染、无裂纹，同时内部划痕、凹坑、突起不能超过一定的范围，核对石英坩埚的尺寸（内外部尺寸、上边厚度、底部厚度等），坩埚底部厚度的异常会引起铸锭热场工艺的变化。
2、坩埚涂层坩埚底边和侧边需要预先进行人工刷涂，待涂层凝结过后进行喷枪喷涂，涂层的量是一定的（刷涂次数不限），刷涂的涂层包括氮化硅粉（底部和边部分别为120g、380g）、硅溶胶（60g、150g）、PVA（50g、120g）和纯水（180g、340g），喷涂的涂层中则不需要PVA。
3、检查涂层在喷涂坩埚侧壁的过程中需用挡板遮住坩埚底部，约为侧壁3／4的地方。
喷涂和刷涂过程中要均匀使液体凝聚，涂层必须满足均匀、无气泡、无脱落、无裂缝等条件方为合格。
4、坩埚焙烧将喷好的坩埚放入烘箱内，开始坩埚焙烧,整个过程大概需要30~40小时，先快速升温至设定温度，保持几小时后，自然冷却至合适温度，再开盖冷却。
值得注意的是，坩埚喷涂车间需要保持一定的温度，温度较低环境需在配比涂层时对纯水加热。
原料的杂质浓度会影响铸锭炉的化料时间，铸锭炉在长晶等阶段出现异常，此时铸锭时间可能较一般工艺时间长2-4个小时，底部氮化硅的量太少会导致无法顺利脱模，硅锭底部开裂。
而过量的氮化硅会覆盖住石英砂，从而导致引晶效果不明显，因此要在铸锭中做出适当的调整。
多晶硅的铸锭原理及工艺流程
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多晶硅铸锭炉操作与生产流程
4 冷却系统
炉体上部进气冷却循环水分八路，F1，F2，F3三组对 应六个电极，F4进气法兰，F5上炉体，F6下炉体上部，F7 下炉体下部，F8真空泵。
炉内的温度通过循环水散出，升温后的水通过外冷却 塔进行冷热交换，并用水泵送回内循环。
指示当前正在自动运行状态。
工艺窗口
工艺文件在整个系统中具体很重要的意义， 任何一次自动循环都是按照工世文件的设定 进行的，工艺文件的更改可以直接影响生产 出来的硅锭质量。工艺文件总共分四页，操 作者可以按翻页按扭在各页面之间切换。在 一般情况下不建议不懂工艺的人员随便修改 工艺。
手动控制窗口
在手动界面上，允许操作者对各个阀门以及电源接 触器进行操作，更改加热控制方式、功率设定、温
在下炉体内，用三支石墨柱支撑着一个用双层隔热材 料组成的平台，在隔热笼下降时形成一个密闭腔。在此平 台上，悬空支撑着一散热交换台，用于放置坩埚。
3 真空与供气系统
真空系统是由机械泵、罗茨泵、安全阀等其他附件组成， 当炉内压力抽到0.005毫帕时才可以运行。当真空抽到40毫 帕以下时， 罗茨泵自动开始细抽。炉内工作压力需维持600 毫帕时， 是靠机械泵抽气作用。
5 电源供应与控制系统
电源供应与控制系统主要由电源柜和控制柜组成。
电源柜包括电源开关，功率控制器等。
控制柜系统包括工控机，SNAP智能处理器，加热器的电源 系统，真空系统控制单元，检测单元，运动控制单元，系统 供电单元。
1)工控机 整个控制系统以工控机操作为上位机，上位机完成控制
工艺的设置，控制过程中的监控，各种反馈信息（如：温度、
多晶硅铸锭炉操作与生产流程
多晶硅铸锭炉操作与生产流程
1.原料准备
2.模具装配
将石墨模具装配成铸锭上模具和下模具，并在模具之间安装密封圈，
确保在铸造过程中不会泄漏。
3.预热
将装配好的石墨模具放入铸锭炉中，通过加热炉子使模具达到一定的
温度，以便后续的铸造工作。
4.硅块装配
将切割好的硅块放入模具中，并用石墨杆轻轻压实，确保硅块与模具
接触良好，避免产生气孔和缺陷。
5.密封
将装配好的铸锭放入铸锭炉中，并将炉门密封，以防止炉内温度损失。
6.加热
将密封好的铸锭炉放入高温炉中，并通过控制炉内的温度和时间，使
硅块逐渐熔化，并达到所需的熔化温度。
在这个过程中，需要控制炉内的
气氛，确保炉内没有氧气和杂质进入。
7.冷却
在达到所需的熔化温度后，将炉子从高温炉中取出，并迅速放入冷却池中或者冷水中进行快速冷却。
这个过程被称为凝固，通过快速冷却，硅块中的硅液会迅速变成固态，形成铸锭的基本形状。
8.脱模
在冷却完全后，将冷却好的铸锭从模具中取出，并进行去杂、抛光等处理，最终得到一块完整的多晶硅铸锭。
9.收尾处理
将脱模后的多晶硅铸锭进行检查，对其进行尺寸、重量、外观以及其他性能指标的检测，以确定其质量和可用性。
10.包装和贮存
对于符合质量要求的多晶硅铸锭，进行包装，并将其分别存放在特定的贮存场所中，以便后续的晶体生长和硅片切割工艺。
以上是多晶硅铸锭炉的操作与生产流程的基本步骤，每个步骤都需要严格控制和操作，以确保多晶硅铸锭的质量和性能。
在实际生产中，还需要根据具体的设备型号、工艺要求和质量标准进行相应的调整和改进。
多晶硅铸锭炉操作与生产流程
多晶硅铸锭炉操作与生产流程多晶硅铸锭是制备太阳能电池元件的重要材料之一、多晶硅铸锭炉的操作与生产流程包括原料准备、炉料制备、炉料充填、炉体封闭、炉体预热、炉体烧结、炉体冷却、铸锭取出等多个环节。
下面将逐一介绍这些环节的具体过程。
首先是原料准备。
多晶硅铸锭的主要原材料是硅石（SiO2）和木炭（C）。
硅石作为含硅的原料，在反应过程中能与木炭发生反应生成多晶硅。
为了保证炉料中硅石和木炭的质量均匀性和纯度，需要进行粉碎、筛分和干燥等处理。
接着是炉料制备。
将经过处理的硅石和木炭按一定比例混合，形成炉料。
炉料的混合比例对最终多晶硅铸锭的质量有很大影响，需要经过工艺参数的优化。
炉料充填是将炉料填充进铸锭炉中的过程。
首先，在铸锭炉的底部放置一层中性炉底材料，然后将炉料均匀地放置在中性炉底材料上，并用振动装置进行压实，以确保炉料充填的均匀性和致密性。
炉体封闭是指将铸锭炉密封起来，以防止炉内温度损失和杂质的进入。
封闭可以通过炉盖或壳体的安装等方式进行。
炉体预热是在充填好炉料并封闭炉体后，将铸锭炉进行加热。
预热的目的是将炉料中的水分和其他杂质蒸发和氧化，为炉体烧结做准备。
炉体烧结是将铸锭炉内的炉料进行高温加热，使硅石和木炭发生化学反应生成多晶硅。
炉体烧结的过程中需要控制炉内的气氛，以保证反应能够正常进行，并通过周期性的气氛调整来降低氧气、水分和其他杂质的含量。
炉体冷却是将烧结好的多晶硅铸锭炉进行冷却。
冷却过程需要控制冷却速度，以避免产生过多的晶界缺陷。
冷却的同时，还需要进行炉体内部的清理，以去除可能存在的杂质。
最后是铸锭取出。
在冷却完成后，将多晶硅铸锭从炉体中取出。
取出后，需要对铸锭进行切割和抛光等处理，得到适合太阳能电池元件制备的晶体硅片。
以上就是多晶硅铸锭炉的操作与生产流程的具体介绍。
通过上述环节的有序进行，能够得到质量稳定、纯度高的多晶硅铸锭，为后续的太阳能电池元件制备提供可靠的材料基础。
多晶硅铸锭的加热和熔硅过程
多晶硅铸锭的加热和熔硅过程多晶硅铸锭通常分为加热、熔料、⾼温稳定、结晶、退⽕、冷却等六个阶段。
本⽂介绍加热和熔料两个过程。
（⼀）加热准备装好料后，再对炉内进⾏⼀遍检查，即可开炉。
⼀般来说，要先对炉⼦进⾏抽真空。
真空泵逐级打开后，开始通电加温。
抽真空的过程虽然很简单，通常是先打开初级泵（机械、旋⽚或滑阀泵），从⼤⽓抽到2000 Pa以下后，然后再打开罗茨泵，抽真空到10 Pa左右；对于经过清洗的洁净块料，抽真空的顺序只要按照上述步骤进⾏即可。
⼤约在真空度⼩于1000 Pa时，就可以打开加热电源。
在硅料加热时，可以根据经验采⽤恒定功率加热，考虑到硅料的热传导性不佳，⽽RDS3.0 炉型采⽤的是四周加热⽅式，熔化时，是从四周开始熔化，这时，由于测温点在坩埚中部，因此，四周可能已经熔化并到了很⾼的温度，但中间的温度并不⾼，因此，如果采⽤温度设定的控制⽅式，可能功率会加得很⼤。
功率⼤，容易导致坩埚四壁的温度上升，⽽坩埚由于是采⽤⽯英材质的，⼀旦温度超过1600 ℃以上，将很容易与硅发⽣反应，造成坩埚侵蚀；如果温度再上升到1700 ℃，则坩埚会与硅发⽣剧烈反应，导致硅液飞溅，坩埚熔穿。
严重时，硅液甚⾄会溅到炉顶，导致⽯墨件和保温层损坏。
因此，通常熔化阶段应当采⽤功率控制的⽅式，根据理论计算和经验值，使加热功率按照⼀定的设定值进⾏，这样可以保证坩埚温度不会过⾼。
对于RDS4.0型的炉体，由于采⽤底部和顶部加热⽅式，情形会好⼀些，但如果功率过⼤，也同样会在坩埚底部发⽣温度过⾼的情形，只不过，由于顶部和底部都有红外测温，因此，温度不会过⾼。
但如果红外堵塞或者失控，那么，温度过⾼的危险性也是同样存在的。
⽆论是哪种炉型，加热体都在外⾯，因此，硅料内部和外部的温差是始终存在的，这就是为什么在升温⼀段时间，要进⾏⼀下保温，⽬的是让外部的热传到⾥⾯去，避免内外温差过⼤，导致熔化时容易出现意外。
这就是为什么在熔硅的过程中，加热曲线上会有保温的过程。
提纯铸锭炉“双述”
多晶硅提纯铸锭炉运行岗位人员“双述”一、岗位描述我叫***，是一名值班人员，主要负责多晶硅提纯铸锭炉的操作工作。
我的安全理念是精技术、细操作、防患于未然。
作为一名生产运行值班人员，必须认真履行安全岗位责任制，熟练掌握设备的性能、构造、原理，掌握一般性的维修保养和故障处理技能，必须做到“三好”、“四会”。
“三好”即：使用好、管理好、维修好；“四会”即：会操作、会保养、会维修、会排除故障，实现设备安全运转。
二、设备描述1．结构简介多晶硅提纯铸锭炉主要由平台、炉体支架、炉体、上下炉盖、下炉盖提升机构、发热体、保温区、氩气管路、压缩空气管路、抽真空管路、水冷管路、真空泵、压力测量系统、温度测量与控制系统、泄压保护装置、加热电源、控制柜，操作人机界面和故障报警装置等组成。
2．炉体支架与下炉盖提升驱动装置炉体由三根方形立柱支撑了炉体的全部重量。
每根立柱顶端装有一个油缸。
三个油缸通过液压站提供动力，控制下炉盖的上升和下降。
3．炉体腔室炉体腔室为提纯提供了一个特殊的环境。
它由上炉盖、下炉盖、炉体三部分组成。
炉体腔室直径为1700mm。
由于炉子工作在1550摄氏度左右，因此炉体腔室做成夹层结构，中间通过循环水来冷却炉室。
以保证炉室在设备工作时不会过热而影响寿命或者造成人身伤害。
同时腔室内表层不锈钢经过特殊工艺抛光处理，使炉子在处于高温情况下其表面的杂质不至于与不锈钢发生反应，造成缺陷。
3.1 上炉盖：上炉盖中心是双比色的安装孔，旁边为长晶测量孔。
上炉盖上还装有热电偶安装孔，放氩气口，观察口，泄压口。
3.2 炉体：炉体上分布着抽气管道的接口。
在炉体的底部法兰上安装着夹紧卡子座，在炉体和下炉盖合起来时，利用卡子将下炉盖固定，防止因部件失效造成下炉盖下滑，产生事故。
3.3 下炉盖：下炉盖用来支撑下拉机构，并方便装卸硅料和硅锭。
下炉盖边上有一个硅液溢流用的观察口和一个热电偶安装口。
下炉盖中心装有大轴和下拉机构。
4．热场系统：热场系统主要由石墨盖，发热体和保温区组成。
铸锭硅升温阶段操作
退火 、冷却 、出炉
升温阶段操作
Hale Waihona Puke • 前期工作准备就绪后，炉子即可进入自动循环状 态，这一状态包括五步，如下图所示：
Temperature stage operation
升温阶段操作
加热：首先保温体下降到最低位置，在整个加热期间功
率从0KW逐渐在规定的时间内升到配方的设定值。
熔化：一旦达到功率控制和温度控制的转换温度1500℃，
Temperature stage operation
升温阶段操作
长晶：料熔化结束后，降低加热功率，使石英坩埚的温
度降至1440以下，然后逐渐提升保温体。由于中心温度低 于加热器周围的温度，所以此时中心长晶速率略高于边角 长晶速度。从而中心长晶首先完成，由于由液体变成固体 高温计测得温度会发生突变， 此时操作人员到炉子上方观 察孔确认后可以选择延长时间或者直接进入下一步。
Silicon ingot heating stage operation
铸锭硅升温阶段操作
目录
Contents
概述 升温阶段操作
summarize
概述
• 多晶铸锭炉从状态检查开始到运行结束是工作在全自动模 式下的，几乎不需要操作人员的干预。操作人员只需负责 装料出炉，炉子正常运行，一些熔化、长晶报警的确认， 参数和工艺要求是否正确，及一些附属设备地运行状况， 整个操作过程如图所示：
将启动温度控制模式，此时就进入了熔化第一步。在熔化 阶段会出现炉子运行时的最高温度，这个阶段最高温度达 到了1550度，为的就是使硅料全部熔化，该过程大概需要 5个多小时。熔化阶段会触发熔化结束报警，此时也会弹 出报警屏幕，操作人员可以到炉顶观察孔观察是否熔化结 束，当看到硅液呈规则的形状，没有很大的晃动，说明熔 化已经结束，硅料已经完全熔化。
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边角长晶结束判断
a，设定功率曲线不再上升；
b，功率斜率平均值曲线不再上升；
c，对应阶段时间运行完成。
出炉
（1）打开下炉腔前事项
a，overview（浏览）界面TC1温度低于要求的出锭温度；
b，炉腔压强高于980mbar；
（2）打开下炉腔
a，戴好高温手套，将坩埚底板下的四条隔热条放在指定位置；
多晶铸锭
目的:在一定的时间内，定向生长出一定尺寸的多晶晶锭。
操作过程：装炉-Байду номын сангаас行铸锭炉-出炉。
装炉：
1，装炉前准备事项
（1）检测多晶炉正常（顶板与加热板间电阻2K欧，溢流线电阻2-3欧）；
（2）炉腔清理完毕（a下炉腔内壁附着物；b DS-block表面颗粒；c DS-block下隔热板及石棉垫表面颗粒）；
（3）溢流线未被石棉垫覆盖。
2，装炉时注意事项
（1）叉车平稳进出，绝不可撞击炉内器件；
（2）装好料的坩埚放在DS-block中央
（3）四块隔热条准确放在坩埚底板与DS-block之间。
运行铸锭炉
1，运行前准备事项
（1）清洁上下炉体缝合面，在O型圈表面均匀抹上真空油脂；
（2）真空泵油位正常（1/3H-2/3H）；
（3）取出硅锭时要慢升慢降。
（4）铸锭炉底部严禁站人。
（5）发生泄漏报警后，按操作规程处理。
（6）确保冷水机房和配电室保持联系。
（7）真空泵要24小时运行，清洁真空泵时要小心，防止抹布缠入主轴。且不要用力泵体的驱动电机。
（8）定期清洗真空泵过滤网。
熔化结束判断
a，系统已经报警（功率斜率变化率值＜-0.01；TC2温度斜率变化率值＞0.03）；
b，高温计明显下降；
c，观察无漂浮硅料（15-20秒）；
d，设定功率与实际功率曲线明显下降，TC2温度曲线明显上升。
中心长晶结束判断
a，系统已经报警（高温计斜率值＞6）
b，高温计曲线明显上升
（3）红、黄、蓝指示灯正常，蜂鸣器正常；
（4）配方名称准确，参数准确（进出水压力50-65psi，压差35psi，进出水温度24+—1℃）；
（5）报警（Alarms）界面无异常（指示条全为绿色）；
（6）隔热笼零位置准确；
（7）准备好运行记录本。
自动运行前内容：a关闭下炉腔；b启动真空泵，点击“AUTO”
b，叉车平稳进入。
正常多晶锭产品
主要性能参数：
1，一级品：P型，电阻率0.7-2Ωcm，少子寿命＞2us；
1，二级品：P型，电阻率2-4Ωcm，少子寿命＞1us；
铸锭炉安全操作规程
(1)硅锭出炉后，局部温度过高可能导致自动爆炸飞溅碎片伤及人身，所以必须远离刚出炉的硅锭。
（2）硅锭出炉后温度有400度左右，防止被硅锭烫伤。