CN115418706A - 单晶炉取棒装置及单晶炉 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及太阳能技术领域，特别涉及一种单晶炉取棒装置以及单晶炉，单晶炉取棒装置包括：承载装置，承载装置位于副室正下方，承载装置包括：底承载部，底承载部具有承载面，承载面用于承载晶棒；止挡部，止挡部绕设于底承载部外周，止挡部围成容纳腔，容纳腔底部露出承载面，且容纳腔顶部的内径大于容纳腔底部的内径；连接件，连接件的一端与承载装置固定连接，连接件的另一端与副室连接。本申请实施例至少有利于提高晶棒从副室中移出的稳定性。

Description

单晶炉取棒装置及单晶炉

技术领域

本申请实施例涉及太阳能技术领域，特别涉及一种单晶炉取棒装置及单晶炉。

背景技术

在晶棒加工过程中，通常采用加料式拉制的方式，单晶硅棒在拉制成型后，在出棒的过程中，需要将单晶硅棒从坩埚中升高至圆柱形空腔结构的副室中，而单晶硅棒上端固定于空腔中心轴的位置，在副室旋转带动下，将单晶硅棒移出。

然而，目前在将单晶硅棒从副室中移出的过程中，容易发生单晶硅棒掉落的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种单晶炉取棒装置及单晶炉，至少有利于提高晶棒从副室中移出的稳定性。

本申请实施例提供一种单晶炉取棒装置，包括：承载装置，承载装置位于副室正下方，承载装置包括：底承载部，底承载部具有承载面，承载面用于承载晶棒；止挡部，止挡部绕设于底承载部外周，止挡部围成容纳腔，容纳腔底部露出承载面，且容纳腔顶部的内径大于容纳腔底部的内径；连接件，连接件的一端与承载装置固定连接，连接件的另一端与副室连接。

另外，在沿容纳腔顶部指向容纳腔底部的方向上，容纳腔的内径逐渐减小。

另外，容纳腔呈喇叭状；或者，在沿容纳腔顶部指向容纳腔底部的方向上，容纳腔的截面形状为倒梯形。

另外，容纳腔顶部内径与所述容纳腔底部内径之比为N，2≤N≤6。

另外，连接件固定于所述止挡部背离所述容纳腔中心的一侧表面，所述连接件的数量为多个，且多个所述连接件绕所述容纳腔的中心轴线等间距分布。

另外，所述连接件为可伸缩结构。

相应地，本申请实施例还提供一种单晶炉，包括：副室；上述任一项所述的单晶炉取棒装置，所述单晶炉取棒装置位于所述副室正下方，用于承载位于所述副室内的晶棒。

另外，所述容纳腔的顶部内径不小于所述副室内径。

另外，所述容纳腔顶部内径与所述副室内径之比为M，1<M≤1.5。

另外，所述副室底部位于所述容纳腔的竖直投影范围内。

本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

本申请实施例提供的单晶炉取棒装置的技术方案中，设置位于副室正下方的承载装置，用于承接副室中的晶棒。承载装置具有底承载部以及止挡部，其中，底承载部的承载面用于承载晶棒，止挡部设于底承载部上，止挡部绕设于底承载部的外周，且止挡部围成容纳腔，容纳腔露出承载面，如此，当承载面承载晶棒时，晶棒位于容纳腔内，使得止挡部对晶棒起到限位作用，防止晶棒晃动。此外，设置容纳腔的顶部内径大于容纳腔的底部内径，即使得容纳腔具有不同的内径，从而可以对不同尺寸的晶棒起到保护的作用，提高承载装置的兼容性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请一实施例提供的一种单晶炉取棒装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的一种单晶炉取棒装置的主视图；

图3为本申请一实施例提供的一种单晶炉取棒装置的侧视图；

图4为本申请一实施例提供的一种单晶炉取棒装置的俯视图；

图5为本申请一实施例提供的另一种单晶炉取棒装置的主视图；

图6为本申请一实施例提供的又一种单晶炉取棒装置的主视图；

图7为本申请一实施例提供的一种单晶炉的部分结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术存在在将单晶硅棒从副室中移出的过程中，容易发生单晶硅棒掉落的问题。

分析发现，导致晶棒容易掉落的原因之一在于，在晶棒出棒的过程中，需要将晶棒先从坩埚中升高至圆柱型空腔结构的副室中，晶棒上端固定于副室的中心轴位置，在副室旋转带动下，晶棒移出副室。在这个过程中，会造成晶棒的晃动，从而容易造成晶棒的掉落以及晶棒与副室内壁的碰撞。

本申请实施例提供一种单晶炉取棒装置，包括：设置位于副室正下方的承载装置，用于承接副室中的晶棒。承载装置具有底承载部以及支撑底部，其中，底承载部的承载面用于承载晶棒，止挡部设于底承载部上，止挡部绕设于底承载部的外周，且止挡部围成的容纳腔底部露出承载面。如此，当承载面承载晶棒时，晶棒可以位于容纳腔内，使得止挡部对晶棒起到限位的作用，防止晶棒晃动。此外，设置容纳腔的顶部内径大于容纳腔的底部内径，即容纳腔在高度方向上具有不同的尺寸，从而可以对不同尺寸的晶棒起到保护的作用，提高承载装置的兼容性。

下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

图1为本申请一实施例提供的一种单晶炉取棒装置的结构示意图。

参考图1，单晶炉取棒装置包括：承载装置110，承载装置110位于副室正下方，承载装置110包括：底承载部111，底承载部111具有承载面，承载面用于承载晶棒；止挡部112，止挡部112绕设于底承载部111外周，止挡部112围成容纳腔，容纳腔底部露出承载面，且容纳腔顶部的内径大于容纳腔底部的内径；连接件120，连接件120的一端与承载装置110固定连接，连接件120的另一端与副室连接。

容纳腔底部露出承载面，如此，当承载面用于承载晶棒时，容纳腔可以将晶棒围住，从而对晶棒起到限位的作用，防止晶棒发生晃动。且设置容纳腔顶部的内径大于容纳腔底部的内径，使得在容纳腔的高度方向上，容纳腔具有不同的尺寸，从而使得容纳腔可以用于容纳不同尺寸的晶棒，从而提高承载晶棒的兼容性。

可以理解的是，当晶棒的直径大于容纳腔底部的内径时，晶棒将会和容纳腔的侧壁，即止挡部112进行卡合，在止挡部112的卡合作用下，可以防止晶棒在容纳腔内发生晃动，从而提高容纳腔对晶棒的限位作用。当晶棒的直径小于容纳腔底部的内径时，晶棒将会与底承载面接触，使得底承载面起到对晶棒的整个底部起到承载作用，提高承载稳定性。

参考图2至图4，图2为本申请一实施例提供的一种单晶炉取棒装置的主视图；图3为本申请一实施例提供的一种单晶炉取棒装置的侧视图；图4为本申请一实施例提供的一种单晶炉取棒装置的俯视图。些实施例中，在沿容纳腔顶部指向容纳腔底部的方向上，容纳腔的内径逐渐减小。如此，使得在容纳腔的高度方向上，容纳腔的内径不断的变化，从而使得容纳腔在不同高度上所对应的侧壁可以对不同直径的晶棒进行卡合。即使副室带动晶棒旋转，由于晶棒卡合于容纳腔内，使得晶棒不易发生晃动感，从而可以改善晶棒容易与副室内壁发生碰撞的问题。也就是说，设置容纳腔的内径逐渐减小，使得止挡部112可以对多个尺寸的晶棒起到限位的作用，进一步提高承载装置110对不同尺寸晶棒的兼容性。

在一些实施例中，参考图2，容纳腔呈喇叭状；或者，参考图5，在沿容纳腔顶部指向容纳腔底部的方向上，容纳腔的截面形状为倒梯形。止挡部112设置于底承载部111的外周，即止挡部112与底承载部111的外周侧壁相接合。设置容纳腔的成喇叭状或者容纳腔的截面形状为梯形，使得当止挡部112与底承载部111的外周侧壁相接合之后，容纳腔与底承载部111形成封闭结构。如此，当位于副室中的晶棒发生炸裂，产生的碎料从副室中冲出后，将会冲入容纳腔内，而由于容纳腔与底承载部111为封闭结构，使得该封闭结构可以用于承载冲出的碎料，防止碎料飞出至外界从而对工作人员造成伤害

可以理解的是，在一些实施例中，副室的内径通常大于晶棒的直径，而为了对晶棒进行较好的限位，需要设置容纳腔的内径尺寸不至于过大，从而防止由于容纳腔的内径尺寸过大而导致位于容纳腔内的晶棒与止挡部112发生碰撞的问题。另一方面，还考虑到需要设置容纳腔顶部的尺寸大于副室的尺寸，如此，使得容纳腔的顶部可以将副室围起来，当副室中的晶棒发生炸裂之后，产生的碎料可以最大限度地掉落至容纳腔内。基于此，在一些实施例中，设置容纳腔为喇叭状的结构，使得在沿容纳腔底部指向容纳腔顶部的方向上，容纳腔内径的增大的幅度持续变大，即容纳腔顶部的内径较大，而容纳腔底部以及位于容纳腔顶部以及底部之间的部分的内径较小。如此，当承载装置110位于副室正下方时，一方面使得容纳腔顶部的内径大于副室的内径，从而使得容纳腔的顶部可以将副室底部围住，使得副室中由于晶棒炸裂产生的碎料可以最大限度地冲入容纳腔中，防止对人体造成伤害。另一方面，使得容纳腔底部以及位于容纳腔顶部与底部之间部分的容纳腔内径较小，从而可以对晶棒起到较好的卡合作用，防止晶棒发生晃动的问题。

由上述分析可知，设置容纳腔为喇叭状结构，不仅可以实现止挡部112对多个尺寸的晶棒起到限位的作用，进一步提高承载装置110对不同尺寸晶棒的兼容性，还可以较好的起到用于承接副室中晶棒炸裂所产生的碎料，防止碎料冲出外界而对人体造成危害的作用，使得止挡部112具有多重作用。具体地，喇叭状结构为：在沿容纳腔顶部指向容纳腔底部的方向上，容纳腔侧壁中每一点的切线斜率逐渐增大，即在沿容纳腔顶部指向容纳腔底部的方向上，容纳腔的宽度尺寸的减小幅度逐渐增大。

在另一些实施例中，参考图6，在沿容纳腔顶部指向容纳腔底部的方向上，容纳腔的内径也可以成阶梯式下降。即，在沿容纳腔顶部指向容纳腔底部的方向上，容纳腔的截面形状呈阶梯型。

在一些实施例中，容纳腔顶部内径与容纳腔底部内径之比为N，2≤N≤6，例如可以为2≤N≤3、3＜N≤4、4＜N≤5或者5＜N≤6。在这个范围内，一方面使得容纳腔顶部的内径相较于容纳腔底部的内径更大，即容纳腔顶部的内径较大，如此，当副室中由于晶棒炸裂而产生的碎料冲出副室后，较多的碎料可以冲入容纳腔内，使得容纳腔与底承载部111形成的封闭结构对碎料进行承接，防止较多的碎料飞出外界从而对人员造成伤害。并且，在这个范围内，容纳腔底部的内径较小，因此，位于容纳腔顶部与容纳腔底部之间的部分的内径也不会过大，从而使得容纳腔底部以及位于容纳腔顶部与容纳腔底部之间的部分可以对晶棒起到较好的卡合作用，防止晶棒在容纳腔中发生晃动的问题。另一方面，在这个范围内，容纳腔顶部的内径相较于容纳腔底部的内径也不至于过大，如此，可以防止由于容纳腔底部的内径过小而使得容纳腔无法适应于多种不同直径尺寸的晶棒的问题。

具体地，在一些实施例中，容纳腔顶部的直径可以为400mm～500mm，例如可以为460mm，容纳腔底部的直径可以为80mm～150mm，例如可以是100mm。

连接件120用于将承载装置110固定于副室中，使得承载装置110与副室相互连接，当晶棒位于承载装置110中时，承载装置110与副室之间产生力的相互作用，从而实现对晶棒的承接。

参考图1至图4，在一些实施例中，连接件120固定于止挡部112背离容纳腔中心的一侧表面，连接件120的数量为多个，且多个连接件120绕容纳腔的中心轴线等间距分布。也就是说，连接件120不位于容纳腔内，如此，连接件120不会占用容纳腔的体积，从而不会影响容纳腔对晶棒的限位作用。

可以理解的是，连接件120受到来自承载装置110本身的重力以及晶棒的重量，为承载装置110提供提拉力。因此，设置多个连接件120绕容纳腔的中心轴线等间距分布，即多个连接件120中，相邻的两个连接件120之间的间距相等，使得多个连接件120绕止挡部112的外侧壁均匀分布，从而使得多个连接件120可以均匀地受力，可以防止由于每一连接件120受力不均而导致承载装置110发生歪斜的问题，进而可以防止晶棒从承载装置110中掉落的问题。

具体地，在一些实施例中，连接件120的数量可以为两个，且两个连接件120绕容纳腔的中心轴线对称设置。

在一些实施例中，连接件120为可伸缩结构。如此，当连接件120连接承载装置110与副室后，承载装置110可以相对于副室上下移动，使容纳腔可以用于容纳不同长度尺寸的晶棒。具体地，当晶棒的长度较长时，连接件120可以相较于副室朝远离副室的方向伸长，从而使得承载装置110可以相较于副室朝向远离副室的方向移动，因此，较长的晶棒可以顺利下落于容纳腔中。

在一些实施例中，可伸缩结构为弹性部件，连接件120的与副室弹性连接。如此，当副室中由于晶棒炸裂后，产生的冲击力导致碎料冲出，同时，该冲击力会还会对连接件120产生力的作用，连接件120在冲击力的作用下，拉伸至最大的程度后，不再继续伸长，使得冲出的碎料全部位于底承载部111与容纳腔围成的封闭空间内。

此外，设置连接件120与副室弹性连接，使得弹性连接的部分还可以起到缓冲作用，从而使连接件120对承载装置110以及副室的连接较为稳定。如此，可以防止副室在旋转过程中，连接件120发生晃动而带动承载装置110产生晃动的问题，进而可以避免位于承载装置110中的晶棒发生晃动的问题。

参考图3以及图7，在一些实施例中，连接件120包括：通孔121，通孔121设置于连接件120远离止挡部112的一端；连接部122，连接部122的一端穿过通孔121与连接件120远离止挡部112的一端连接，连接部122的另一端用于与副室弹性连接。在一些实施例中，连接部122可以是弹簧。设置弹簧的一端穿过通孔121与连接件120的一端相连，从而可以防止弹簧滑脱的问题，使得弹簧可以较为牢固地与副室连接。

上述实施例提供的单晶炉取棒装置中，设置承载装置110，承载装置110包括底承载部111以及绕设于底承载部111外周的止挡部112，止挡部112围成容纳腔，且容纳腔底部露出底承载部111的承载面，使得容纳腔可以对晶棒起到限位的作用，防止晶棒发生晃动。且设置容纳腔顶部的内径大于容纳腔底部的内径，使得在容纳腔的高度方向上，容纳腔具有不同的尺寸，从而使得容纳腔可以用于容纳不同尺寸的晶棒，提高容纳腔承载晶棒的兼容性。

相应地，本申请实施例还提供一种单晶炉，参考图7，单晶炉包括：副室1；上述实施例提供的单晶炉取棒装置，单晶炉取棒装置位于副室1正下方，用于承载位于副室1内的晶棒2。

单晶炉还包括主室(未图示)，主室用于硅料的加热反应，以在主室中形成晶棒20，副室1用于将主室中形成的晶棒20进行提拉，从而将晶棒20移出。具体地，在一些实施例中，副室1中设置有提拉头2，提拉头2用于将提拉主室中的晶棒20，并且副室1进行旋位，以旋转副室1带动晶棒20整体旋转至取棒位置。具体地，副室1可以旋转至上述实施例提供的单晶炉取棒装置的正上方。如此，提拉头2在对晶棒20进行下放后，晶棒20将位于承载装置110的容纳腔内，容纳腔对晶棒20起到限位的作用，防止晶棒20发生晃动，从而可以防止晶棒20在下放过程中与副室1内壁产生碰撞的问题。

此外，由于容纳腔顶部的内径大于容纳腔底部的内径，即在容纳腔的高度方向上，容纳腔具有不同的内径尺寸，从而可以对不同宽度尺寸的晶棒20起到保护作用，提高承载装置110对于不同尺寸晶棒20的兼容性。

在一些实施例中，容纳腔的顶部内径不小于副室1内径。也就是说，副室1在水平面上的投影位于容纳腔顶部在水平面上的投影内，如此，使得副室1中由于晶棒20炸裂而产生的碎料可以有较大地概率落入容纳腔中，从而避免冲出外界的碎料较多而对工作人员造成伤害的问题。

具体地，在一些实施例中，容纳腔的顶部内径可以大于副室1的内径，使得容纳腔可以更好的承接副室1中冲出的碎料。在另一些实施例中，容纳腔顶部的内径也可以与副室1的内径相等。

在一些实施例中，容纳腔顶部内径与副室1内径之比为M，1<M≤1.5，例如可以为1<M≤1.1、1.1<M≤1.2、1.2<M≤1.3、1.3<M≤1.4或者1.4<M≤1.5。在这个范围内，一方面使得容纳腔顶部的内径相较于副室1的内径而言更大，如此，使得副室1处于容纳腔之内。当副室1中由于晶棒20炸裂而产生的碎料冲出副室1之后，较多的碎料可以冲入容纳腔中，使得容纳腔与底承载部111形成的封闭结构可以对碎料起到承接的作用，防止较多的碎料冲出外界对人员造成伤害。另一方面，在这个范围内，使得容纳腔顶部的内径相较于副室1的内径也不至于过大。这是因为，由于副室1本身的内径相较于晶棒20的直径而言更大，因此，设置容纳腔顶部的内径相较于副室1的内径不至于过大，可以防止容纳腔的内径与晶棒20的内径相差过大，从而导致位于容纳腔内的晶棒20与容纳腔之间产生空隙，进而使得晶棒20与容纳腔侧壁，即与止挡部112发生碰撞的问题。

具体的，在一些事实论证，容纳腔顶部的直径可以为400mm～500mm，例如可以为460mm，副室1内壁的直径可以为380mm～430mm，例如可以为414mm。

在一些实施例中，副室1底部位于容纳腔的竖直投影范围内。也就是说，部分止挡部112还环绕于部分副室1外周，即副室1底部被止挡部112所环绕，如此，当副室1中的晶棒20炸裂后，由副室1底部冲出的碎料被环绕于副室1底部的止挡部112所阻挡，可以更进一步地防止碎料从副室1与容纳腔的缝隙中飞出至外界而对人员造成伤害的问题。

在一些实施例中，单晶炉取棒方法可以包括：

首先，副室1中的提拉头2对主室中形成的晶棒20进行提拉；

副室1进行旋转，并旋转至承载装置110正上方，具体旋转至容纳腔的正上方；

提拉头2下移，将晶棒20下放至容纳腔中，当容纳腔的底部内径大于晶棒20的直径时，晶棒20位于底承载面表面，使得底承载面对晶棒20起到承载作用，同时止挡部112对晶棒20起到限位作用；当容纳腔的底部内径小于晶棒20的直径时，晶棒20底部与容纳腔的侧壁进行卡合，使得止挡部112对晶棒20起到承载以及限位的作用。

上述申请实施例提供的单晶炉中，由于设置晶棒20取棒装置位于副室1正下方，使得当副室1中的晶棒20下放时，可以是的容纳腔对晶棒20起到承载以及限位的作用，防止晶棒20发生晃动，进而可以防止晶棒20与副室1侧壁发生碰撞的问题。此外，由于容纳腔顶部的内径大于容纳腔底部的内径，即在容纳腔的高度方向上，容纳腔具有不同的内径尺寸，从而可以对不同宽度尺寸的晶棒20起到保护作用，提高承载装置110对于不同尺寸晶棒20的兼容性。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种单晶炉取棒装置，其特征在于，包括：

承载装置，所述承载装置位于副室正下方，所述承载装置包括：底承载部，所述底承载部具有承载面，所述承载面用于承载晶棒；止挡部，所述止挡部绕设于所述底承载部外周，所述止挡部围成容纳腔，所述容纳腔底部露出所述承载面，且所述容纳腔顶部的内径大于所述容纳腔底部的内径；

连接件，所述连接件的一端与所述承载装置固定连接，所述连接件的另一端与所述副室连接。

2.根据权利要求1所述的单晶炉取棒装置，其特征在于，在沿所述容纳腔顶部指向所述容纳腔底部的方向上，所述容纳腔的内径逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的单晶炉取棒装置，其特征在于，所述容纳腔呈喇叭状；或者，在沿所述容纳腔顶部指向所述容纳腔底部的方向上，所述容纳腔的截面形状为倒梯形。

4.根据权利要求2所述的单晶炉取棒装置，其特征在于，所述容纳腔顶部内径与所述容纳腔底部内径之比为N，2≤N≤6。

5.根据权利要求1所述的单晶炉取棒装置，其特征在于，所述连接件固定于所述止挡部背离所述容纳腔中心的一侧表面，所述连接件的数量为多个，且多个所述连接件绕所述容纳腔的中心轴线等间距分布。

6.根据权利要求5所述的单晶炉取棒装置，其特征在于，所述连接件为可伸缩结构。

7.一种单晶炉，其特征在于，包括：

副室；

上述权利要求1至6中任一项所述的单晶炉取棒装置，所述单晶炉取棒装置位于所述副室正下方，用于承载位于所述副室内的晶棒。

8.根据权利要求7所述的单晶炉，其特征在于，所述容纳腔的顶部内径不小于所述副室内径。

9.根据权利要求8所述的单晶炉，其特征在于，所述容纳腔顶部内径与所述副室内径之比为M，1<M≤1.5。

10.根据权利要求8所述的单晶炉，其特征在于，所述副室底部位于所述容纳腔的竖直投影范围内。

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