CN101864591B - 一种改进的800型硅单晶炉热场系统 - Google Patents

一种改进的800型硅单晶炉热场系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101864591B
CN101864591B CN2010101945217A CN201010194521A CN101864591B CN 101864591 B CN101864591 B CN 101864591B CN 2010101945217 A CN2010101945217 A CN 2010101945217A CN 201010194521 A CN201010194521 A CN 201010194521A CN 101864591 B CN101864591 B CN 101864591B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diameter
heat
preservation cylinder
crucible
thermal field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010101945217A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101864591A (zh
Inventor
屠勇勇
李金甫
Original Assignee
ZHEJIANG SUNOLOGY CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZHEJIANG SUNOLOGY CO Ltd filed Critical ZHEJIANG SUNOLOGY CO Ltd
Priority to CN2010101945217A priority Critical patent/CN101864591B/zh
Publication of CN101864591A publication Critical patent/CN101864591A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101864591B publication Critical patent/CN101864591B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明涉及一种硅单晶炉热场系统的改进方法，改进设计针对目前普遍使用的硅单晶炉且在维持原炉腔结构下进行，包括：加大保温筒、加热器的直径，加大坩埚的直径和高度，加大导流筒的直径和高度，并相应地加大埚托直径和厚度，调整托杆的尺寸以及石墨电极的直径和高度；保温层采用碳纤维固体毡并分设为上保温套、中保温套和下保温套；在保温盖上面设置挡圈。可实现硅单晶炉投料量增加，所生产的单晶硅棒直径加大和/或长度增长，从而提高成品太阳能电池的效能，提高硅材料利用率，降低单位能耗，提高生产效率，降低生产成本。

Description

一种改进的800型硅单晶炉热场系统
技术领域
本发明属于绿色能源太阳能电池技术领域，特别是涉及一种改进的制备单晶硅棒的800型硅单晶炉的热场系统。所述的单晶硅棒用于制备太阳能电池单晶硅片。
背景技术
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的绿色能源。太阳能电池是太阳能光伏发电系统的主要组件，其中单晶硅太阳能电池是目前发展最快的一种太阳能电池。单晶硅片的品质直接影响着单晶硅太阳能电池的质量，提高单晶硅片的品质是生产高效能太阳能电池的前提。目前，国内外普遍采用传统直拉生长法生产单晶硅，然后经切割制成单晶硅片。单晶硅棒直径的大小将直接影响成品太阳能电池的效能，影响硅材料的利用效率。受硅单晶炉这一关键生产设备的制约，希望生产大直径的单晶硅棒并不容易，如800型硅单晶炉通常只能生产直径为6.5英寸的单晶硅棒，900型硅单晶炉通常只能生产直径为8英寸的单晶硅棒。就单晶炉而言，技术关键在于热场系统。通过改进设计，对现有硅单晶炉进行改造，使之投料量增加并能生产直径更大的单晶硅棒，提高成品太阳能电池的效能，提高硅材料利用率，降低单位能耗，提高生产效率，降低生产成本是许多太阳能电池单晶硅片生产企业努力追求的目标。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种改进的800型硅单晶炉热场系统，使现有硅单晶炉的投料量增加并能生产直径更大的单晶硅棒，从而提高成品太阳能电池的效能，提高硅材料利用率，降低单位能耗，提高生产效率，降低生产成本。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是，一种改进的800型硅单晶炉热场系统，所述热场系统位于硅单晶炉炉腔内，包括石墨电极、加热器、坩埚、导流筒、保温筒、保温盖、保温层、埚托和托杆；所述的改进在维持所述硅单晶炉炉腔结构下进行，包括：
(1)加大所述保温筒的直径，当所述保温筒外侧设置保温层后，与所述硅单晶炉炉腔内壁间留有一间隙，间隙小但不相接触，使热场系统具有良好的保温性能；
(2)加大所述加热器的直径，使其与所述保温筒相适应；
(3)加大所述坩埚的直径和高度，使其与所述加热器相适应，并所述坩埚的上端面设置于所述加热器的上端面以下；
(4)加大所述导流筒的直径和高度，并设置所述导流筒的下端面恰好在所述坩埚的上端面以下；
(5)相应地加大所述埚托直径和厚度，使其与所述坩埚相适应；
(6)相应地调整所述托杆的尺寸；
(7)相应地调整所述石墨电极的直径和高度。
作为进一步的改进，所述保温层采用碳纤维固体毡为保温材料。
作为进一步的改进，所述保温层设置为上保温套、中保温套和下保温套。
作为进一步的改进，在所述保温盖的上面设有挡圈，以阻挡且减少保护气体向保温筒外侧与硅单晶炉炉腔内壁间的空间流动。
在本发明中，所述导流筒包括内导流筒和外导流筒，所述保温筒包括上保温筒、中保温筒和下保温筒，所述保温盖包括上保温盖和下保温盖，所述托杆包括托杆轴和托杆轴座。本发明还包括托杆护套、电极护套、电极螺丝和电极螺丝盖。
本发明是针对目前普遍使用的800型硅单晶炉而进行的热场系统的改进设计，对900型硅单晶炉也可进行类似的改进设计，所述改进设计以增加投料量和能生产更大直径或更长长度的单晶硅棒为目标。为实现上述目标，改进设计中，尽可能地加大保温筒和加热器的直径，加大坩埚的直径和高度以及导流筒的直径和高度，使投料量显著增加。加大所述保温筒的直径，其外侧设置保温层后，保温层与硅单晶炉炉腔内壁间留有一间隙，间隙小但不相接触，使热场系统具有良好的保温性能；加大加热器的直径使其与保温筒相适应，就是尽可能的大，但必须留有间隙；加大坩埚的直径和高度使其与加热器相适应，其直径应尽可能的大，但必须留足间隙，因为生产过程中坩埚是要转动的，其高度应尽可能的高，但坩埚的上端面应设置于加热器的上端面以下，以便有良好的加热性能；相应地加大埚托直径和厚度，使其与坩埚相适应，主要考虑承重和转动受力方面的因素。同时，对保温层所采用的保温材料及其结构进行改进优化，改善热场系统的保温性能；通过设置挡圈改善保护气体的流动性能。在此基础上，通过调整生产工艺，以生产更大直径和/或更长长度的单晶硅棒。对800型硅单晶炉热场系统的改进，使其投料量由原来的60kg增加到80kg，并通过生产工艺的调整优化，使其能生产的单晶硅棒的直径由原来的6.5英寸提高到8英寸；而对900型硅单晶炉热场系统的改进，可使其投料量由原来的80kg增加到100kg，并通过生产工艺的调整优化，使其能生产的单晶硅棒的长度由原来的130cm增加到170cm。
本发明的实施，可实现硅单晶炉投料量增加，所生产的单晶硅棒直径加大和/或长度增长，从而提高成品太阳能电池的效能，提高硅材料利用率，降低单位能耗，提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1为原800型硅单晶炉热场系统结构示意图。
图2为本发明一种具体实施方式：改进的800型硅单晶炉热场系统结构示意图。
具体实施方式
原800型硅单晶炉热场系统如图1所示，它包括加热器1、坩埚2、内导流筒3、外导流筒4、上保温筒5、中保温筒6、下保温筒7、上保温盖9、下保温盖10、保温层24、埚托14、托杆轴16和托杆轴座15、托杆护套17、上压片18、下压片19、石墨电极20和电极护套21、电极螺丝22和电极螺丝盖23。原800型硅单晶炉热场系统主要部件的尺寸如下：上保温筒5外径和高度为
Figure GSB00000665024800031
630mm×178mm，中保温筒6外径和高度为630mm×540mm，下保温筒7外径和高度为
Figure GSB00000665024800033
660mm×223mm，加热器1外径和高度为
Figure GSB00000665024800034
582mm×600mm，坩埚2外径和高度为
Figure GSB00000665024800035
494mm×342mm，内导流筒3上端内径
Figure GSB00000665024800036
380mm、上端外沿直径
Figure GSB00000665024800037
470mm、下端内径
Figure GSB00000665024800038
239.2mm、下端外径
Figure GSB00000665024800039
260.2mm、高度279.5mm，外导流筒4上端内径408mm、上端外沿直径
Figure GSB000006650248000311
470mm、下端内径
Figure GSB000006650248000312
210mm、下端外径
Figure GSB000006650248000313
281.2mm、高度295mm，上保温盖9外径和厚度为
Figure GSB000006650248000314
780mm×32mm，下保温盖10外径和厚度为
Figure GSB000006650248000315
724mm×32mm，埚托14外径和高度为
Figure GSB000006650248000316
442mm×70mm，上压片18外径和厚度为
Figure GSB000006650248000317
608mm×30mm、下压片19外径和厚度为
Figure GSB000006650248000318
630mm×15mm，石墨电极20外径和高度为
Figure GSB000006650248000319
89mm×175mm；保温层24为碳纤维软毡，缠绕厚度为10mm。
对800型硅单晶炉热场系统的改进为：加大保温筒的直径，加大加热器的直径，加大坩埚的直径和高度，加大导流筒的直径和高度，并相应地加大埚托直径和厚度，加大上压片和下压片直径并调整其厚度，调整上保温盖和下保温盖的尺寸，调整托杆的尺寸，调整石墨电极的直径和高度；保温层采用碳纤维固体毡为保温材料并设置为上保温套、中保温套和下保温套；在保温盖的上面设有挡圈。经改进的800型硅单晶炉热场系统如图2所示，包括加热器1、坩埚2、内导流筒3、外导流筒4、上保温筒5、中保温筒6、下保温筒7、挡圈8、上保温盖9、下保温盖10、上保温套11、中保温套12、下保温套13、埚托14、托杆25、托杆护套17、上压片18、下压片19、石墨电极20和电极护套21、电极螺丝22和电极螺丝盖23。经改进的800型硅单晶炉热场系统主要部件的尺寸如下：上保温筒5外径和高度为
Figure GSB00000665024800041
688mm×195mm，中保温筒6外径和高度为
Figure GSB00000665024800042
688mm×470mm，下保温筒7外径和高度为
Figure GSB00000665024800043
688mm×255mm，加热器1外径和高度为628mm×600mm，坩埚2外径和高度为
Figure GSB00000665024800045
548mm×364mm，内导流筒3上端内径
Figure GSB00000665024800046
432mm、上端外沿直径
Figure GSB00000665024800047
500mm、下端内径
Figure GSB00000665024800048
278mm、下端外径
Figure GSB00000665024800049
300mm、高度349mm，外导流筒4上端内径
Figure GSB000006650248000410
456mm、上端外沿直径
Figure GSB000006650248000411
500mm、下端内径
Figure GSB000006650248000412
260mm、下端外径
Figure GSB000006650248000413
325.5mm、高度365mm，上保温盖9外径和高度为
Figure GSB000006650248000414
740mm×10mm，下保温盖10外径和高度为740mm×40mm，埚托14外径和高度为
Figure GSB000006650248000416
474mm×89.6mm，上压片18外径和厚度为
Figure GSB000006650248000417
658mm×10mm、下压片19外径和厚度为
Figure GSB000006650248000418
688mm×20mm，石墨电极20外径和高度为
Figure GSB000006650248000419
80mm×107mm；挡圈8外径和高度为
Figure GSB000006650248000420
800mm×21mm；上保温套11外径和高度为
Figure GSB000006650248000421
788mm×190mm、中保温套12外径和高度为
Figure GSB000006650248000422
788mm×456mm、下保温套13外径和高度为
Figure GSB000006650248000423
788mm×270mm。

Claims (4)

1.一种改进的800型硅单晶炉热场系统，所述热场系统位于硅单晶炉炉腔内，包括石墨电极、加热器、坩埚、导流筒、保温筒、保温盖、保温层、埚托和托杆；其特征在于，所述的改进在维持所述硅单晶炉炉腔结构下进行，包括：
(1)所述保温筒由上保温筒、中保温筒和下保温筒组成，上保温筒的外径和高度为
Figure FSB00000665024700011
688mm×195mm，中保温筒的外径和高度为
Figure FSB00000665024700012
688mm×470mm，下保温筒的外径和高度为688mm×255mm，当所述保温筒外侧设置保温层后，所述保温层与所述硅单晶炉炉腔内壁间留有一定间隙，间隙小但不相接触，使热场系统具有良好的保温性能；
(2)所述加热器的外径和高度为
Figure FSB00000665024700014
628mm×600mm，使其与所述保温筒相适应；
(3)所述坩埚的外径和高度为
Figure FSB00000665024700015
548mm×364mm，使其与所述加热器相适应，并所述坩埚的上端面设置于所述加热器的上端面以下；
(4)所述导流筒由内导流筒和外导流筒组成，内导流筒的上端内径
Figure FSB00000665024700016
432mm、上端外沿直径
Figure FSB00000665024700017
500mm、下端内径
Figure FSB00000665024700018
278mm、下端外径300mm、高度349mm，外导流筒的上端内径
Figure FSB000006650247000110
456mm、上端外沿直径
Figure FSB000006650247000111
500mm、下端内径
Figure FSB000006650247000112
260mm、下端外径
Figure FSB000006650247000113
325.5mm、高度365mm，并设置所述导流筒的下端面恰好在所述坩埚的上端面以下；
(5)所述埚托的外径和高度为
Figure FSB000006650247000114
474mm×89.6mm，使其与所述坩埚相适应；
(6)所述托杆的尺寸作相应的调整；
(7)所述石墨电极的外径和高度相应地调整为
Figure FSB000006650247000115
80mm×107mm。
2.根据权利要求1所述的一种改进的800型硅单晶炉热场系统，其特征在于，所述保温层采用碳纤维固体毡为保温材料。
3.根据权利要求1或2所述的一种改进的800型硅单晶炉热场系统，其特征在于，所述保温层设置为上保温套、中保温套和下保温套。
4.根据权利要求1或2所述的一种改进的800型硅单晶炉热场系统，其特征在于，在所述保温盖的上面设有挡圈，以阻挡且减少保护气体向保温筒外侧与硅单晶炉炉腔内壁间的空间流动。
CN2010101945217A 2010-06-04 2010-06-04 一种改进的800型硅单晶炉热场系统 Expired - Fee Related CN101864591B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101945217A CN101864591B (zh) 2010-06-04 2010-06-04 一种改进的800型硅单晶炉热场系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101945217A CN101864591B (zh) 2010-06-04 2010-06-04 一种改进的800型硅单晶炉热场系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101864591A CN101864591A (zh) 2010-10-20
CN101864591B true CN101864591B (zh) 2012-02-29

Family

ID=42956509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101945217A Expired - Fee Related CN101864591B (zh) 2010-06-04 2010-06-04 一种改进的800型硅单晶炉热场系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101864591B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168300A (zh) * 2011-04-06 2011-08-31 天津市环欧半导体材料技术有限公司 一种用于重掺硅单晶制造的热系统
CN102888651B (zh) * 2011-07-22 2015-09-23 浙江昱辉阳光能源有限公司 一种坩埚罩和坩埚系统
JP5904079B2 (ja) 2012-10-03 2016-04-13 信越半導体株式会社 シリコン単結晶育成装置及びシリコン単結晶育成方法
CN104975341A (zh) * 2015-06-24 2015-10-14 吴倩颖 一种单晶拉制增加投料的方法
CN107794571A (zh) * 2017-10-30 2018-03-13 扬中市惠丰包装有限公司 一种用于直拉单晶炉电极装置
CN112391676A (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 新特能源股份有限公司 单晶炉热场及其控制方法和单晶炉

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2744697Y (zh) * 2004-09-20 2005-12-07 江苏顺大半导体发展有限公司 硅单晶炉热系统装置
CN201305646Y (zh) * 2008-12-05 2009-09-09 浙江舒奇蒙能源科技有限公司 一种单晶炉热场装置
CN101709505A (zh) * 2009-11-11 2010-05-19 西安隆基硅材料股份有限公司 用于生长硅单晶的节能热场
CN201485535U (zh) * 2009-08-13 2010-05-26 合肥景坤新能源有限公司 双加热系统硅单晶生长装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2744697Y (zh) * 2004-09-20 2005-12-07 江苏顺大半导体发展有限公司 硅单晶炉热系统装置
CN201305646Y (zh) * 2008-12-05 2009-09-09 浙江舒奇蒙能源科技有限公司 一种单晶炉热场装置
CN201485535U (zh) * 2009-08-13 2010-05-26 合肥景坤新能源有限公司 双加热系统硅单晶生长装置
CN101709505A (zh) * 2009-11-11 2010-05-19 西安隆基硅材料股份有限公司 用于生长硅单晶的节能热场

Also Published As

Publication number Publication date
CN101864591A (zh) 2010-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101864591B (zh) 一种改进的800型硅单晶炉热场系统
CN102367588A (zh) 直拉八英寸硅单晶热场及八英寸硅单晶的生产工艺方法
CN102352530B (zh) 用于直拉硅单晶炉的热屏装置
CN203795018U (zh) 一种导模法生产蓝宝石单晶热场
CN201485535U (zh) 双加热系统硅单晶生长装置
CN202323100U (zh) 直拉八英寸硅单晶热场
CN206486622U (zh) 一种用于gt多晶炉铸造g7多晶硅锭的装置
CN202187081U (zh) 一种单晶炉热场
CN201648565U (zh) 一种硅单晶炉的热场系统
CN205687570U (zh) 一种45对棒紧凑型多晶硅还原炉
CN201276609Y (zh) 单晶生长加热装置
CN204251760U (zh) 直拉硅单晶热场
CN203923449U (zh) 一种低能耗单晶炉
CN103184516A (zh) 一种降低阴影和硬质点的多晶硅铸锭热场结构及方法
CN102560625A (zh) 一种提高n型硅单晶边缘少数载流子寿命的装置和方法
CN206902281U (zh) 一种单晶炉
CN201933196U (zh) 单晶炉用石墨坩埚
CN202558958U (zh) 一种新型的气体导流控制装置
CN204874270U (zh) 用于生产大尺寸合成石英玻璃锭的立式沉积炉
CN201864791U (zh) 一种800型硅单晶炉的石墨导流筒
CN202000023U (zh) 一种直拉单晶炉用热场
CN208618005U (zh) 一种太阳能单晶热场隔热装置
CN201990762U (zh) 直拉单晶炉加热装置
CN203558861U (zh) 应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚
CN201942784U (zh) 一种适于直拉法中20英寸硅单晶生长的热场装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: ZHEJIANG SOLAR PHOTOVOLTAIC TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME: ZHEJIANG SUNOLOGY CO., LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 314400 Zhejiang city in Haining Province Economic Development Zone No. 9 Pidoulu

Patentee after: ZHEJIANG SUNOLOGY CO.,LTD.

Address before: 314400 Zhejiang city in Haining Province Economic Development Zone No. 9 Pidoulu

Patentee before: Zhejiang Sunology Co., Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120229

Termination date: 20210604