CN204251760U - 直拉硅单晶热场 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直拉硅单晶热场，其包括炉体、炉体内设置的石墨坩埚和加热器；加热器将石墨坩埚围在其中；在加热器外套装设有保温筒，在保温筒上有环形的大盖板，大盖板的内环上架设有导流筒；所述加热器高度H为672-680mm；所述石墨坩埚内径D为670-674mm。所述导流筒下口与水平角度α为29-31°，所述导流筒内导角度β为27-31°。优点在于：单炉投料量增大，单晶成本降低；导流筒下口与水平角度增大，使导流筒和生长界面上方的氩气流通顺畅，避免气流漩涡，提高成晶率；导流筒内导设计角度增大，可加厚导流筒内、外间的保温层，有效降低热系统的能量损耗、降低加热器的发热功率，达到节能效果。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种单晶硅生产设备，尤其涉及一种直拉硅单晶热场。
背景技术：
作为21世纪最有潜力的能源，太阳能产业的发展潜力巨大。太阳能产业是新兴的朝阳行业，再加上良好的政策环境、行业本身的特性，使得太阳电池产业具有较高的投资价值和发展潜力。目前，太阳电池及其相关产业成长性好，因此抓住太阳电池市场发展的机遇，建设具有国际先进工艺技术水平的生产线，持续降低太阳能电池用硅单晶的成本，迅速提升公司在市场竞争中的有力地位。
国内主要单晶厂家以22、24英寸热场为主，其投料较小，产能受限，成本高。目前光伏行业的重点为发展大幅度降低单晶硅太阳能电池成本的技术，并将其进行产业化应用。鉴于单晶硅在整个光伏产业链中，占有较大的成本，且费用较高，降低该步骤中的成本，对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。
现有的用于直拉单晶硅的22、24英寸热场结构包括炉体、炉体内设置的石墨坩埚和加热器；炉体的底部设置有炉底盘，炉底盘的上面安装有保温筒，所述的保温筒外侧包裹有保温材料；在保温筒的顶部设有环形的上盖板，在上盖板的内环上有位于石英坩埚上部的导流筒。炉体侧壁下部设置有通孔，炉体的顶部开有氩气进口。该结构的热场在使用时，氩气从顶部进入热场，在泵的吸力作用下，氩气从上而下经过热场，进入抽气管道和泵后排放；流经热场的氩气流会将单晶硅生长过程中长生的大量挥发物携带排出。
这种结构的热场，石英坩埚尺寸小，单炉投料严重受限；保温筒外围所用的保温材料保温效果较差，主加热器功率较高；导流筒下口与水平角度15°，埚位高时易造成氩气流通不顺畅，单晶出现晃动现象，同时可能造成单晶断棱，影响产量、成品率；导流筒内导角度19°，无法满足热场上部保温，易造成单晶扭曲或单晶过冷断苞。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种大尺寸、高投料、低功耗的直拉硅单晶热场。
本实用新型由如下技术方案实施：直拉硅单晶热场，其包括炉体、炉体内设置的石墨坩埚和加热器，所述石墨坩埚为三瓣埚，位于所述炉体的中部；在所述石墨坩埚的埚底固定连接有石墨大轴，所述石墨大轴向下伸出炉体底部的炉底盘；在所述炉底盘上设有用于保护所述石墨大轴的护套；在所述炉底盘上设有连接电源的电极柱，在所述电极柱的外面包覆有用于保护所述电极柱的石英护套和电极护套；所述电极柱的上端连接有筒状的所述加热器，所述加热器将所述石墨坩埚围在其中，从而能实现对所述石英坩埚的周侧和侧下部的加热；在所述加热器外套装设有所述保温筒，在所述保温筒上有环形的所述大盖板，所述大盖板的内环上架设有导流筒；所述加热器高度H为672-680mm，所述石墨坩埚内径D为670-674mm；所述导流筒下口与水平角度α为29-31°，使导流筒和生长界面上方的氩气流通顺畅、流速更快，避免气流漩涡提高成晶率；所述导流筒内导角度β为27-31°，可有效增加导流筒保温效果，从而降低主加热器功耗。
本实用新型的优点：增大热场尺寸的，单炉投料量由350kg增大至580kg，单晶成本可降低30％以上；导流筒下口与水平角度由15°增大至30°，使导流筒和生长界面上方的氩气流通顺畅、流速更快，避免气流漩涡，提高成晶率；导流筒内导设计角度由19°增大至29°，可加厚导流筒内、外导之间的保温层，加强热场上部保温，有效降低热系统的能量损耗、降低加热器的发热功率，从而达到节能的效果。
附图说明：
图1为本实用新型的整体结构示意图。
炉体1、石墨坩埚2、石墨大轴3、炉底盘4、护套5、电极柱6、加热器7、保温筒8、大盖板9、导流筒10。
具体实施方式：
下面将结合附图对本专利进行详细阐述
实施例1：直拉硅单晶热场，其包括炉体1、炉体1内设置的石墨坩埚2和加热器7，石墨坩埚2为三瓣埚，位于炉体1的中部；在石墨坩埚2的埚底固定连接有石墨大轴3，石墨大轴3向下伸出炉体1底部的炉底盘4；在炉底盘4上设有用于保护石墨大轴3的护套5；在炉底盘4上设有连接电源的电极柱6，在电极柱6的外面包覆有用于保护电极柱6的石英护套和电极护套；电极柱6的上端连接有筒状的加热器7，加热器7将石墨坩埚2围在其中，从而能实现对石墨坩埚2的周侧和侧下部的加热；在加热器7外套装设有保温筒8，在保温筒8上有环形的大盖板9，大盖板9的内环上架设有导流筒10；加热器7高度H为672mm，石墨坩埚2内径D为670mm；导流筒10下口与水平角度α为29°，使导流筒10和单晶生长界面上方的氩气流通顺畅、流速更快，避免气流漩涡，提高成晶率；导流筒10内导角度β为27°，可有效增加导流筒10保温效果，从而降低加热器7功耗。
实施例2：直拉硅单晶热场，其包括炉体1、炉体1内设置的石墨坩埚2和加热器7，石墨坩埚2为三瓣埚，位于炉体1的中部；在石墨坩埚2的埚底固定连接有石墨大轴3，石墨大轴3向下伸出炉体1底部的炉底盘4；在炉底盘4上设有用于保护石墨大轴3的护套5；在炉底盘4上设有连接电源的电极柱6，在电极柱6的外面包覆有用于保护电极柱6的石英护套和电极护套；电极柱6的上端连接有筒状的加热器7，加热器7将石墨坩埚2围在其中，从而能实现对石墨坩埚2的周侧和侧下部的加热；在加热器7外套装设有保温筒8，在保温筒8上有环形的大盖板9，大盖板9的内环上架设有导流筒10；加热器7高度H为680mm，石墨坩埚2内径D为674mm；导流筒10下口与水平角度α为31°，使导流筒10和单晶生长界面上方的氩气流通顺畅、流速更快，避免气流漩涡，提高成晶率；导流筒10内导角度β为31°，可有效增加导流筒10保温效果，从而降低加热器7功耗。
实施例3：直拉硅单晶热场，其包括炉体1、炉体1内设置的石墨坩埚2和加热器7，石墨坩埚2为三瓣埚，位于炉体1的中部；在石墨坩埚2的埚底固定连接有石墨大轴3，石墨大轴3向下伸出炉体1底部的炉底盘4；在炉底盘4上设有用于保护石墨大轴3的护套5；在炉底盘4上设有连接电源的电极柱6，在电极柱6的外面包覆有用于保护电极柱6的石英护套和电极护套；电极柱6的上端连接有筒状的加热器7，加热器7将石墨坩埚2围在其中，从而能实现对石墨坩埚2的周侧和侧下部的加热；在加热器7外套装设有保温筒8，在保温筒8上有环形的大盖板9，大盖板9的内环上架设有导流筒10；加热器7高度H为676mm，石墨坩埚2内径D为672mm；导流筒10下口与水平角度α为30°，使导流筒10和单晶生长界面上方的氩气流通顺畅、流速更快，避免气流漩涡，提高成晶率；导流筒10内导角度β为29°，可有效增加导流筒10保温效果，从而降低加热器7功耗。
Claims (1)
1.直拉硅单晶热场，其包括炉体、炉体内设置的石墨坩埚和加热器，所述石墨坩埚为三瓣埚，位于所述炉体的中部；在所述石墨坩埚的埚底固定连接有石墨大轴，所述石墨大轴向下伸出炉体底部的炉底盘；在所述炉底盘上设有用于保护所述石墨大轴的护套；在所述炉底盘上设有连接电源的电极柱，在所述电极柱的外面包覆有用于保护所述电极柱的石英护套和电极护套；所述电极柱的上端连接有筒状的所述加热器，所述加热器将所述石墨坩埚围在其中，在所述加热器外套装设有保温筒，在所述保温筒上有环形的大盖板，所述大盖板的内环上架设有导流筒；其特征在于，所述加热器高度H为672-680mm；所述石墨坩埚内径D为670-674mm,所述导流筒下口与水平角度α为29-31°，所述导流筒内导角度β为27-31°。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107130295A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-09-05 | 宜昌南玻硅材料有限公司 | 一种消除硅芯棒隐裂的装置及方法 |
| CN114277433A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-05 | 宁夏中欣晶圆半导体科技有限公司 | 应用于汉虹单晶炉的单晶退火产品的生长方法 |
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