CN115404540B - 一种单晶炉及单晶炉的拉晶温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种单晶炉及单晶炉的拉晶温度控制方法，所述单晶炉包括炉体和传热组件，炉体用于单晶硅棒的生长；沿所述炉体的轴线方向，所述传热组件设置在所述炉体内，所述传热组件包括传热件；所述传热件用于与所述单晶硅棒接触，并传导所述单晶硅棒的热量。本实施例的单晶炉可快速降低单晶硅棒温度，使得拉晶速度可以进一步提高，并且单晶硅棒四周不会产生碰撞风险，因此，这种单晶炉能够兼具较高拉晶速度和较高拉晶质量。

Description

一种单晶炉及单晶炉的拉晶温度控制方法

技术领域

本发明涉及单晶硅拉晶技术领域，特别是涉及一种单晶炉及单晶炉的拉晶温度控制方法。

背景技术

随着光伏市场上产品需求的增加，拉晶工厂聚焦在提升单晶硅棒的产能上。

提升单晶硅棒的产能的一个途径便是提升拉晶速度来提高生产效率。目前主流的提升拉晶速度的方式便是，利用籽晶从单晶炉内的坩埚硅熔体中生长单晶硅棒，在单晶硅棒生长过程中，需要利用单晶炉内设置的水冷屏对其进行冷却，以提高单晶硅棒生长的纵向温度梯度，从而提高拉晶速度。这种非接触辐射换热结构可以形成固液界面的温度梯度，能够降低单晶硅棒温度，使拉晶速度最大提升至1.9mm/min。为了进一步提高拉晶速度，也尝试通过改变水冷屏结构使其尽可能靠近单晶硅棒。

然而，通过改变水冷屏结构对于拉晶速度的提升较为有限，且容易与单晶硅棒发生碰撞，导致断线甚至掉棒，出现拉晶缺陷甚至事故。因此亟需开发一种能实现更高拉晶速度且保证拉晶质量的单晶炉。

发明内容

本发明提供一种单晶炉及单晶炉的拉晶温度控制方法，旨在解决现有单晶炉中的非接触辐射换热结构难以兼具较高拉晶速度和较高拉晶质量的问题。

本发明实施例提供了一种单晶炉，所述单晶炉包括炉体和传热组件，所述炉体用于单晶硅棒的生长；

沿所述炉体的轴线方向，所述传热组件设置在所述炉体内；

所述传热组件用于与所述单晶硅棒接触，并传导所述单晶硅棒的热量。

可选地，所述传热组件包括传热件，所述传热件包括穿设于所述炉体内的筒体；

所述筒体用于与所述单晶硅棒接触，并传导所述单晶硅棒的热量。

可选地，所述传热组件还包括导热件，所述导热件设置于所述传热件上和/或所述炉体的内表面。

可选地，所述导热件的材质包括碳碳材质、石墨材质和硅脂中任意一种。可选地，所述筒体的内径小于所述单晶硅棒的直径；

所述传热件还包括设置于所述筒体外表面的凸缘，所述凸缘沿所述筒体径向朝背离轴线的方向延伸，所述凸缘用于与所述炉体抵接配合；

所述单晶硅棒的头部与所述筒体的端部接触推动所述凸缘与所述炉体分离。

可选地，所述导热件固定于所述传热件的外表面，和/或，所述导热件固定于所述炉体的内表面。

可选地，所述传热件还包括压板；

所述凸缘设置于所述筒体的一端；

所述导热件沿所述凸缘的周向设置于所述凸缘背离所述筒体的表面，所述压板叠放于所述凸缘上以夹持固定所述导热件。

可选地，所述筒体的内径大于所述单晶硅棒的直径；

所述单晶硅棒穿过所述筒体，所述筒体将所述硅棒的热量传导至所述炉体。

可选地，所述筒体的内表面和外表面均设置有所述导热件；

所述筒体的内表面的导热件用于与所述单晶硅棒接触，所述筒体的外表面的导热件用于与所述炉体接触。

可选地，所述单晶炉还包括旋转组件；

所述旋转组件与所述炉体连接，所述旋转组件用于驱动所述传热件相对所述炉体转动。

可选地，所述旋转组件包括外定子和内转子；

所述外定子与所述炉体固定连接，所述内转子穿设于所述外定子内且与所述外定子转动连接；

所述内转子用于驱动所述传热件相对所述炉体转动。

可选地，所述旋转组件包括转动环和回转传动机构；

所述回转传动机构与所述炉体固定连接，所述回转传动机构用于带动所述转动环相对所述炉体转动；

所述转动环用于驱动所述传热件相对所述炉体转动。

可选地，所述传热件的转速与所述单晶硅棒的转速相同。

可选地，所述炉体包括炉体主室、炉体副室和隔离阀；

所述隔离阀连接于所述炉体主室和所述炉体副室之间；

所述旋转组件设置于所述隔离阀与所述炉体主室之间，或，所述旋转组件设置于所述隔离阀与所述炉体副室之间。

可选地，所述炉体副室的侧壁设置有水冷散热结构。

本发明实施例还提供了一种单晶炉的拉晶温度控制方法，所述单晶炉的炉体内设置有相对所述炉体可转动的传热组件，所述方法包括：

在所述单晶硅棒与传热组件接触时，通过所述传热组件传导所述单晶硅棒的热量，其中，所述传热组件的转速与所述单晶硅棒的转速相同。

在本发明实施例的单晶炉中，单晶炉包括炉体和传热组件，传热组件设置在炉体内。在拉晶开始阶段，单晶硅棒的长度较短的时候，传热件暂未与单晶硅棒接触。随着拉晶过程的进行，单晶硅棒生长变长，单晶硅棒逐渐上升，当单晶硅棒逐渐与传热组件接触后，单晶硅棒的热量可传导至传热组件。这种单晶炉中，由于单晶硅棒的热量可以通过固态的传热组件传递至炉体的内表面，并通过炉体向外散热，从而可快速降低单晶硅棒温度，使得拉晶速度可以进一步提高，并且，这种单晶炉中单晶硅棒四周不会产生碰撞风险，因此，这种单晶炉能够兼具较高拉晶速度和较高拉晶质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例中一种单晶炉在拉晶过程中单晶硅棒与传热组件未接触的示意图；

图2示出了本发明实施例中一种单晶炉在拉晶过程中单晶硅棒与传热组件接触的示意图；

图3示出了本发明实施例中一种传热件的示意图；

图4示出了本发明实施例中一种单晶炉的炉体内表面固定导热件所形成的传热组件的示意图；

图5示出了本发明实施例中一种单晶炉中传热件处于悬垂状态的示意图；

图6示出了本发明实施例中一种单晶炉中单晶硅棒头部与传热件接触的示意图；

图7示出了本发明实施例中一种单晶炉中单晶硅棒托起传热件运动的示意图；

图8示出了本发明实施例中又一种传热件的示意图；

图9示出了本发明实施例中一种传热件的三维示意图；

图10示出了本发明实施例中另一种传热件的示意图；

图11示出了本发明实施例中图10的I位置的局部放大示意图；

图12示出了本发明实施例中一种单晶炉的传热件的内外表面均固定导热件所形成的传热组件的示意图。

附图编号说明：

炉体-10，传热组件-11，提拉组件-12，旋转组件-13，单晶硅棒-20，炉体主室-101，炉体副室-102，隔离阀-103，传热件-111，导热件-112，外定子-131，内转子-132，筒体-1111，凸缘-1112，压板-1113，第一通孔-1131，第二通孔1121。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1和图2，示出了本发明实施例提供的一种单晶炉，所述单晶炉包括炉体10和传热组件11，所述炉体10用于单晶硅棒20的生长；

沿所述炉体10的轴线方向，所述传热组件11设置在所述炉体10内；

所述传热组件11用于与所述单晶硅棒20接触，并传导所述单晶硅棒20的热量。

具体而言，本发明实施例的单晶炉为用于单晶硅棒制造中使用的拉晶设备。如图1和图2所示，单晶炉包括炉体10和传热组件11。炉体10为放置坩埚的容器，炉体10内可形成密闭空间，对坩埚内的硅料加热熔化。结合图1的示意，传热组件11为设置于炉体10内的固体导热介质。

结合图1或图2的示意，可以理解的是，在单晶炉内，可以依靠提拉组件12将不断生长变长的单晶硅棒20提升，并且，在单晶硅棒20生长的过程中，提拉组件12还可以为单晶硅棒20提供旋转的动力。提拉组件12包括钨丝以及连接在钨丝末端的重锤，重锤上固定有籽晶。提拉组件12穿过传热组件11中空的部分伸入到坩埚内，籽晶与坩埚内的硅液接触，随着提拉组件12的转动提升，逐渐拉制形成圆柱状的单晶硅棒20。

需要说明的是，如图1的示意，在拉晶的初始阶段，由于单晶硅棒20较短，单晶硅棒20暂未与传热组件11接触，随着拉晶的不断进行，提拉组件12逐渐提升，单晶硅棒20逐渐生长变长。如图2的示意，当单晶硅棒20接触到传热组件11时，单晶硅棒20的热量传导给导热性能较为优异的传热件111。直至拉晶结束之前，单晶硅棒20的热量可以通过传热组件11持续传导至炉体10，再借助于炉体10向外散热。

本发明实施例的这种单晶炉，由于单晶硅棒的热量可以通过固态的传热组件传递至炉体的内表面，并通过炉体向外散热，这种接触式换热结构，相较于传统的非接触式换热结构，可快速降低单晶硅棒温度，使得拉晶速度可以进一步提高，根据测算拉晶速度可提高至3.0mm/min。并且，这种单晶炉中单晶硅棒四周不会产生碰撞，可以降低出现断线缺陷的风险。因此，这种单晶炉能够兼具较高拉晶速度和较高拉晶质量。

可选地，参照图1至图4，所述传热组件11包括传热件111，所述传热件111包括穿设于所述炉体10内的筒体1111；

所述筒体1111用于与所述单晶硅棒20接触，并传导所述单晶硅棒20的热量。

具体而言，结合图1或图2的示意，传热组件11可以包括传热件111，传热件111可以为碳碳材质或石墨材质制成的导热体。沿炉体10的轴线方向，传热件111穿设在炉体10内，传热件111的侧面可以与炉体10的内表面可以直接或间接接触，以实现热量的传导转移。当单晶硅棒20与传热件111接触时，传热件111可以将来自单晶硅棒20的热量传导至炉体10。

如图3的示意，传热件111包括穿设于炉体10内的筒体1111。筒体1111具有沿其轴向贯穿的中空通道，可便于布设组装前述的提拉组件12，提拉组件12穿过筒体1111，可以实现对单晶硅棒20的提拉。

可选地，参照图1至图4，所述传热组件11还包括导热件112，所述导热件112设置于所述传热件111上和/或所述炉体10的内表面。

具体而言，一种实施方式中，为了避免固态传热件111与炉体10之间的刚性接触，以提升传热件111的使用寿命，可以在传热件111的表面与炉体10的内表面之间设置导热件112，导热件112可以为碳碳材质或者石墨材质加工成的纤维束状的毛刷，导热件112也可为涂抹在传热件111的表面与炉体10的内表面之间的粘稠状态的导热硅脂等。需要说明的是，传热件111的表面至少可以包括传热件111外部与炉体10接触的表面，还可以包括传热件111内部可与单晶硅棒20接触的表面。

如图1至图3的示意，以毛刷作为导热件112为例，当导热件112固定在传热件111上时，导热件112可以连接在传热件111的外表面，导热件112的端部与炉体10的内表面弯曲接触，如图4的示意，当导热件112固定在炉体10的内表面上时，导热件112的端部与传热件111弯曲接触。导热件112柔软弯曲的特性可使得传热件111与炉体10之间的阻力变小，并且可以避免导热件112与炉体10的刚性接触造成的磨损，有助于延长传热件111的使用寿命。当然，导热件112还可以同时连接在传热件111的外表面以及炉体10的内表面上，该两个部位上的导热件112可以互相接触到。

可选地，参照图5至图7，所述筒体1111的内径小于所述单晶硅棒20的直径；

所述传热件11还包括设置于所述筒体1111外表面的凸缘1112，所述凸缘1112沿所述筒体1111径向背离轴线的方向延伸，所述凸缘1112用于与所述炉体10抵接配合；

所述单晶硅棒20的头部与所述筒体1111的端部接触推动所述凸缘1112与所述炉体10分离。

具体而言，如图5至图7的示意，一种实施方式中，可设计传热件111的筒体1111的内径小于单晶硅棒20的直径。容易理解的是，由于单晶硅棒20在拉晶过程中会逐渐被提拉上升，因此，当传热件111的筒体1111的内径小于单晶硅棒20的直径时，单晶硅棒20可以将筒体1111向上顶推。并且，在这种导热组件11中，当单晶硅棒20与传热件111未接触时，为了使传热件111能稳定可靠地停留在炉体10内的初始安装位置，筒体1111外表面设置有凸缘1112，凸缘1112可以为环绕筒体1111外表面周向的连续环形凸缘或者间断布置的多个凸缘，凸缘1112可通过结构胶固定在筒体1111上，或者二者为一体件。凸缘1112沿筒体1111径向背离轴线的方向延伸从外表面凸出，凸缘1112的外廓尺寸大于筒体1111的外径。凸缘1112与炉体10内表面对应的结构沿炉体10的径向具有相互重叠交叉的区域，从而，传热件111穿设于炉体10内时，在自身重力作用下，凸缘1112与炉体10相互抵接配合，传热件111可以暂时停留在炉体10内的初始安装位置，该初始安装位置即传热件111未受到来自单晶硅棒20的推力作用时，安装在炉体10内的初始位置。需要说明的是，上述凸缘1112可以为设置于筒体1111的端部或者筒体1111两端部之间的任意位置。

采用这种结构的传热件111时，如图5至图6的示意，当提拉组件12带动单晶硅棒20上升时，单晶硅棒20的头部与筒体1111的一端接触，筒体1111此时被下方的单晶硅棒20顶起。如图7的示意，随着提拉组件12不断提升，单晶硅棒20托着筒体1111一起在炉体10内向上移动，凸缘1112与炉体10分离，传热件111逐渐离开上述的初始安装位置，传热件111的侧面与炉体10内表面持续接触滑动，直至拉晶结束。需要说明的是，本发明实施例中单晶硅棒20的头部，指的是紧邻籽晶生长的直径生长扩大的部分，具有相对于籽晶向外围暴露出来的端面，该端面相对于籽晶中心轴线具有倾斜角度。

当然，在另一种实施方式中，如图8的示意，筒体1111还可以同时向上下延伸，筒体1111向下延伸部分的内径小于单晶硅棒20的直径，筒体1111向下延伸的部分延伸至靠近硅液液面的位置。筒体1111向上延伸部分的内径可以大于单晶硅棒20的直径，筒体1111向上延伸部分的外表面可以固定连接导热件112。

可选地，参照图1至图4，所述导热件112固定于所述传热件111的外表面，和/或，所述导热件112固定于所述炉体10的内表面。

具体而言，如图1至图3的示意，以毛刷作为导热件112为例，当导热件112固定在传热件111上时，导热件112可以连接在传热件111的外表面，导热件112的端部与炉体10的内表面弯曲接触，如图4的示意，当导热件112固定在炉体10的内表面上时，导热件112的端部与传热件111弯曲接触。导热件112柔软弯曲的特性可使得传热件111与炉体10之间的阻力变小，并且可以避免导热件112与炉体10的刚性接触造成的磨损，有助于延长传热件111的使用寿命。当然，导热件112还可以同时连接在传热件111的外表面以及炉体10的内表面上，该两个部位上的导热件112可以互相接触到。

可选地，参照图9，所述传热件111还包括压板1113；

所述导热件112沿所述凸缘1112的周向设置于所述凸缘1112背离所述单晶硅棒20的表面，所述压板1113叠放于所述凸缘1112上以夹持固定所述导热件112。

具体而言，一种实施方式中，如图9所示，传热件111还可以包括压板1113，可通过压板1113与凸缘1112共同配合实现对导热件112的固定。

图9示出了一种凸缘1112设置于筒体1111端部的传热件111的结构，凸缘1112可以为一圆形板状结构，凸缘1112的直径大于筒体1111的直径，从而，超出筒体1111边缘的部分可以与炉体10抵接配合。该凸缘1112可通过耐热结构胶与筒体1111端部粘接固定，或通过碳碳螺栓拧紧，导热件112可以利用耐热的结构胶固定在凸缘1112的表面，然后使用压板1113从一侧压接固定，压板1113和凸缘1112之间可以使用碳碳螺栓进行紧固，同时也便于后续维护更换新的导热件112。

可选地，参照图10和图11，所述筒体1111的内径大于所述单晶硅棒20的直径；

所述单晶硅棒20穿过所述筒体1111，所述筒体1111将所述单晶硅棒20的热量传导至所述炉体10。

具体而言，如图10和图11的示意，一种实施方式中，还可设计传热件111的筒体1111的内径大于单晶硅棒20的直径。采用这种结构的传热件111时，当提拉组件12带动单晶硅棒20上升时，单晶硅棒20可以穿过筒体1111，随着提拉组件12不断提升，单晶硅棒20侧面与筒体1111的内表面的重合区域逐渐增大，直至拉晶结束。单晶硅棒20的侧面可与筒体1111的内表面接触以实现热传导。可以理解的是，使用这种传热件111时，传热组件11不随单晶硅棒20的上升而上升，在固定的位置与单晶硅棒20接触，此种方式传热组件可以向下延伸至硅液表面附近，有助于缩短导热路径，大大提高了导热面积，可为单晶硅棒20与筒体1111提供较大的导热接触面积，更利于快速导热。

可选地，参照图12，所述筒体1111的内表面和外表面均设置有所述导热件112；

所述筒体1111的内表面的导热件用于与所述单晶硅棒20接触，所述筒体111的外表面的导热件用于与所述炉体10接触。

具体而言，一种实施方式中，如图12的示意，当单晶硅棒20可以穿过筒体1111时，可将导热件112同时固定在筒体1111的内表面和外表面。筒体1111的内表面的导热件与单晶硅棒20接触，可将单晶硅棒20的热量传导至筒体1111，筒体1111的外表面的导热件112与炉体10接触，可将筒体1111的热量传导至炉体10。这种筒体1111内外均设置导热件112的结构，有助于提升传热件的使用寿命。

可选地，参照图1或图2，所述单晶炉还包括旋转组件13；

所述旋转组件13与所述炉体10连接，所述旋转组件13用于驱动所述传热件111相对所述炉体10转动。

具体而言，一种实施方式中，单晶硅棒20在拉晶生长过程中一直处于旋转状态，若传热组件11处于静止状态，当单晶硅棒20与传热组件11接触时，传热组件11的自重施加在单晶硅棒20以及提拉组件12上，由于二者之间存在速度差，在传热组件11的惯性作用下，会导致提拉组件12中柔软的钨丝绳的扭转，容易导致单晶硅棒20转速的波动引起拉晶断线的现象。因此，如图1或图2的示意，本发明实施例中还提供了安装在炉体10上的旋转组件13，传热件111穿设在炉体10内时可与旋转组件13中的转动件接触，二者之间靠摩擦传动。当旋转组件13动作时，旋转组件13中的转动件可以带动传热组件11一起转动，使传热组件11具有一定的转速。从而，当处于旋转状态的单晶硅棒20与传热组件11接触时，二者之间的速度差较小，单晶硅棒20转速的波动较小，可以降低拉晶断线的风险。

此外，需要说明的是，当旋转组件13用于驱动传热件111转动时，传热件111中的凸缘1112可与旋转组件13中的转动件接触，使筒体1111穿过旋转组件13朝向靠近硅液液面的方向延伸，当然，还可以使筒体1111不穿过旋转组件13朝向背离硅液液面的方向延伸。在实际应用中，可根据旋转组件13、传热件111的结构以及炉内10的空间具体设计安装，以驱动传热件111转动即可，本申请实施例对此不作限定说明。

可选地，参照图3，所述旋转组件13包括外定子131和内转子132；

所述外定子131与所述炉体10固定连接，所述内转子132穿设于所述外定子131内且与所述外定子131转动连接；

所述内转子132用于驱动所述传热件111相对所述炉体10转动。

具体而言，一种实施方式中，如图3的示意，上述的旋转组件13可以为一种具备动力的中空电机，中空电机包括外定子131和内转子132。外定子131和内转子132均为中空的结构。外定子131与炉体10固定连接，内转子132穿设于外定子131内且与外定子131转动连接，外定子131和内转子132之间靠电磁感应的原理转动。结合图6的示意，传热组件11可以穿过于内转子132的中空部分，内转子132支撑传热组件11处于悬垂状态。图7还给出了处于旋转状态的单晶硅棒20与传热组件11刚接触时的示意图，图8还给出了单晶硅棒20向上生长将传热组件11托起使其与内转子132分离的示意，二者分离后，传热组件11的旋转动力来自于带动单晶硅棒20转动的提拉组件12。从而，当内转子132相对于外定子131转动时，即可带动传热组件11一起转动，直至导热筒11与内转子132分离后在提拉组件12的带动下转动。这种中空电机自带驱动动力，具有较高的转动精度，对于传热组件11的速度控制较为精确，且其结构简单，只需将外定子131与炉体10进行连接即可，装配较为简便。

可选地，所述旋转组件13包括转动环和回转传动机构；

所述回转传动机构与所述炉体10固定连接，所述回转传动机构用于带动所述转动环相对所述炉体10转动；

所述转动环用于驱动所述传热件111相对所述炉体10转动。

具体而言，一种实施方式中，上述的旋转组件13还可以靠炉体10外部的驱动电机进行驱动，这种旋转组件13可以包括转动环和回转传动机构。回转传动机构可以为齿轮传动机构、链轮传动机构或涡轮蜗杆传动机构等。回转传动机构与炉体10固定连接，回转传动机构的输出端与转动环连接，转动环可以安装在炉体10内，转动环可以支撑旋转组件11。传热件111穿设于炉内10时，传热件111可与转动环抵接，二者之间靠摩擦传动。

当外部的驱动电机驱动回转传动机构运动时，回转传动机构可进一步带动炉体10内的转动环转动，从而使得传热件111转动具有接近单晶硅棒20的转速。这种动力外置的旋转组件13，由于可以采用常规的电机进行驱动，只需设计制造与炉体10装配的回转传动机构及转动环即可，这些结构加工制造工艺更为成熟简单，其制造成本相较于上述的中空电机更低。

可选地，参照图9，所述压板1113开设有第一通孔11131，所述凸缘1112开设有第二通孔11121，所述第一通孔11131和所述第二通孔11121同轴，所述提拉组件12穿设于第一通孔11131和所述第二通孔11121内。

具体而言，一种实施方式中，如图9所示，压板1113开设有第一通孔11131，凸缘1112上开设有第二通孔11121，第一通孔11131和第二通孔11121同轴。提拉组件12可以穿过两个通孔从筒体1111内穿出，然后延伸至靠近炉内坩埚的位置。示例性地，该两个通孔的直径略大于提拉组件12中钨丝绳的直径。因此，两个通孔可以对提拉组件12起到径向的限位作用，降低其旋转时的偏摆风险，使拉晶过程更为平稳。

可选地，参照图1或图2，所述炉体10包括炉体主室101、炉体副室102和隔离阀103；

所述隔离阀103连接于所述炉体主室101和所述炉体副室102之间；

所述旋转组件13设置于所述隔离阀103与所述炉体主室101之间，或，所述旋转组件13设置于所述隔离阀103与所述炉体副室102之间。

具体而言，一种实施方式中，如图1或图2的示意，该单晶炉包括炉体主室101、炉体副室102和隔离阀103。隔离阀103连接在炉体主室101和炉体副室102之间，当隔离阀103打开时，炉体主室101和炉体副室102连通为一体。当隔离阀103关闭时，炉体主室101和炉体副室102被分隔为两个密封的腔室，从而可以满足拉晶工艺中二次加料时以及拆卸单晶硅棒时的密闭要求。在这种单晶炉中，可将旋转组件13安装在隔离阀103与炉体副室102之间，此时，旋转组件13距离炉体主室101较远，炉体主室101的高温环境对旋转组件13的热影响较弱，尤其当使用中空电机作为旋转组件13时，对中空电机的耐热性要求可以适当降低，选型设计难度更低。当然，在旋转组件13具有良好耐热性时，也可以将其安装在隔离阀103与炉体主室101之间，此时，旋转组件13驱动传热组件11时，传热组件11也更靠近单晶硅棒20，单晶硅棒20的导热路径也更短，本发明实施例对此不做限制。

可选地，所述炉体副室102的侧壁中设置有水冷散热结构。

具体而言，一种实施方式中，除了使用前述的传热组件11在炉内进行接触式传热，在炉体副室102的侧壁中还加工有水冷流路，炉体副室102的侧壁上还连接有进水口和出水口，进水口和出水口均与水冷流路连通。冷水可以通过泵送装置从进水口流入至水冷流路中，与炉内进行热交换之后，吸热后升温的热水从出水口流出。从而这种水冷散热结构与前述的传热组件11配合使用，可大幅提升传热散热效果，可快速形成所需的温度梯度，有利于提高拉晶速度。

本发明实施例还提供了一种单晶炉的拉晶温度控制方法，所述单晶炉的炉体内设置有相对所述炉体10可转动的传热组件11，所述方法包括：

在所述单晶硅棒20与传热组件11接触时，通过所述传热组件11传导所述单晶硅棒20的热量，其中，所述传热组件11的转速与所述单晶硅棒20的转速相同。

具体而言，一种实施方式中，在前述实施例的单晶炉内，传热组件11可以相对炉体10转动。在拉晶过程中，可以通过实时监测提拉组件12的转速获取单晶硅棒20的转速，并通过单晶炉的控制器向旋转组件13的驱动控制板卡发送电机驱动信号，使电机带动传热组件11转动时，传热组件11的转速与单晶硅棒20的转速相同。如此以来，当单晶硅棒20与传热组件11接触的瞬间，二者可以同步转动，不会存在相对的转动误差，传热组件11对单晶硅棒20转速的削弱效果将不存在，可以有效保证拉晶质量。因此，这种拉晶温度控制方法，既可以通过传热组件11形成良好的温度梯场，还有助于消除拉晶断线缺陷。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (14)

1.一种单晶炉，其特征在于，所述单晶炉包括炉体和传热组件，所述炉体用于单晶硅棒的生长；

沿所述炉体的轴线方向，所述传热组件设置在所述炉体内；所述传热组件包括传热件，所述传热件包括穿设于所述炉体内的筒体；

所述传热组件用于与所述单晶硅棒接触，并传导所述单晶硅棒的热量;

所述单晶炉还包括旋转组件；

所述旋转组件与所述炉体连接，所述旋转组件用于驱动所述传热件相对所述炉体转动。

2.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述筒体具有中空通道，所述筒体用于与所述单晶硅棒接触，并传导所述单晶硅棒的热量。

3.根据权利要求2所述的单晶炉，其特征在于，所述传热组件还包括导热件，所述导热件设置于所述传热件上和/或所述炉体的内表面。

4.根据权利要求3所述的单晶炉，其特征在于，所述导热件的材质包括碳碳材质、石墨材质和硅脂中任意一种。

5.根据权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述筒体的内径小于所述单晶硅棒的直径；

所述传热件还包括设置于所述筒体外表面的凸缘，所述凸缘沿所述筒体径向朝背离轴线的方向延伸，所述凸缘用于与所述炉体抵接配合；

所述单晶硅棒的头部与所述筒体的端部接触推动所述凸缘与所述炉体分离。

6.根据权利要求5所述的单晶炉，其特征在于，所述导热件固定于所述传热件的外表面，和/或，所述导热件固定于所述炉体的内表面。

7.根据权利要求6所述的单晶炉，其特征在于，所述传热件还包括压板；

所述导热件沿所述凸缘的周向设置于所述凸缘背离所述单晶硅棒的表面，所述压板叠放于所述凸缘上以夹持固定所述导热件。

8.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述筒体的内径大于所述单晶硅棒的直径；

所述单晶硅棒穿过所述筒体，所述筒体将所述单晶硅棒的热量传导至所述炉体。

9.根据权利要求8所述的单晶炉，其特征在于，所述筒体的内表面和外表面均设置有导热件；

所述筒体的内表面的导热件用于与所述单晶硅棒接触，所述筒体的外表面的导热件用于与所述炉体接触。

10.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述旋转组件包括外定子和内转子；

所述外定子与所述炉体固定连接，所述内转子穿设于所述外定子内且与所述外定子转动连接；

所述内转子用于驱动所述传热件相对所述炉体转动。

11.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述旋转组件包括转动环和回转传动机构；

所述回转传动机构与所述炉体固定连接，所述回转传动机构用于带动所述转动环相对所述炉体转动；

所述转动环用于驱动所述传热件相对所述炉体转动。

12.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述炉体包括炉体主室、炉体副室和隔离阀；

所述隔离阀连接于所述炉体主室和所述炉体副室之间；

所述旋转组件设置于所述隔离阀与所述炉体主室之间，或，所述旋转组件设置于所述隔离阀与所述炉体副室之间。

13.根据权利要求12所述的单晶炉，其特征在于，所述炉体副室的侧壁设置有水冷散热结构。

14.一种单晶炉的拉晶温度控制方法，应用于权利要求1至13任一项所述的单晶炉；其特征在于，所述单晶炉的炉体内设置有相对所述炉体可转动的传热组件，所述方法包括：

在单晶硅棒与传热组件接触时，通过所述传热组件传导所述单晶硅棒的热量，其中，所述传热组件的转速与所述单晶硅棒的转速相同。