CN208121235U

CN208121235U - 一种单晶硅炉观察窗

Info

Publication number: CN208121235U
Application number: CN201820372651.7U
Authority: CN
Inventors: 罗乾; 陈健; 陈立民; 韩永龙; 文淑梅
Original assignee: SOLARGIGA ENERGY (QINGHAI) Co Ltd
Current assignee: SOLARGIGA ENERGY (QINGHAI) Co Ltd
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2018-11-20
Anticipated expiration: 2028-03-20

Abstract

本实用新型公布了一种单晶硅炉观察窗，包括下炉体和上炉盖，上炉盖设有提拉组件，下炉体设有导流筒；下炉体有内腔，内腔内设有坩埚，坩埚中部内凹，内凹处设有石墨加热器；上炉盖的倾斜端面沿拉晶方向设置有观察机构，观察机构包括一耐高温圆筒，圆筒焊接在上炉盖上，在圆筒内部密封有一钢化玻璃，圆筒的外端面上密封设置有固定件，固定件上螺纹设置有一螺杆，螺杆一端连接调节螺帽，另一端伸入圆筒内固定连接调节镜片，调节镜片另一端与铰接支点连接。提供一种单晶硅炉观察窗，解决现有单炉炼制导致能源浪费和工作效率低的问题，该硅炉具有生产效率高、成品率高、加工成本低的优点。

Description

一种单晶硅炉观察窗

技术领域

本实用新型属于单晶硅制备领域，具体为一种单晶硅炉观察窗。

背景技术

单晶硅，即硅的单晶体，是一种比较活泼的非金属元素，具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等，用高纯度的多晶硅在长晶炉（单晶炉）内拉制而成，纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。

单晶硅炉主要用于生产硅半导体材料和太阳能级硅材料，目前国内主要用于生产太阳能电池的主要材料-单晶硅棒，单晶硅炉主要包括用于生产合成硅材料的机械炉室、电器控制柜和主要的石墨热场系统。设备主要运行原理是通过石墨热场在机械炉室内把硅料熔化成液态，在电器控制柜的自动控制下在主炉室内合成制备凝结成单晶硅棒。

现有的升降式单晶硅炉，均为一台硅炉提炼一个硅晶，每次提炼需要3-5天时间，单个炉炼在加料、加热以及开炉方面造成了能源的浪费和重复性工序流程，还极大的影响工作效率，且在观察拉晶过程中，需要随时观察内部情况，控制拉晶速度和冷却温度，因此亟需一种改进后的单晶硅炉以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上问题，提供一种单晶硅炉观察窗，解决现有单炉炼制导致能源浪费和工作效率低的问题，该硅炉具有生产效率高、成品率高、加工成本低的优点。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种单晶硅炉观察窗，包括下炉体和上炉盖，所述上炉盖上设置有提拉组件，下炉体上设置有导流筒；所述的下炉体内有内腔，所述内腔内设有坩埚，所述的坩埚中部内凹，其内凹处设置有石墨加热器，所述石墨加热器底部设有支撑杆，所述支撑杆通过安装座固定于下炉体上，所述支撑杆外套设有十字套管，所述十字套管上连有齿轮部件，坩埚通过连接杆连接于十字套管；所述安装座上设置有电机，所述电机与齿轮部件通过驱动齿条连接；安装座的底部设置有气缸；所述上炉盖的倾斜端面沿拉晶方向设置有观察机构，所述观察机构包括一耐高温圆筒，所述圆筒焊接在上炉盖上，在圆筒内部密封有一钢化玻璃，圆筒的外端面上密封设置有固定件，所述固定件上螺纹设置有一螺杆，所述螺杆一端连接调节螺帽，另一端伸入圆筒内固定连接调节镜片，所述的调节镜片另一端与铰接支点连接。

进一步的，所述的石墨加热器为U型结构，内部设有螺旋盘状的石墨管。

进一步的，所述的导流筒与坩埚结构相同，位于坩埚上端。

进一步的，所述下炉体与内腔之间设置有保温层。

进一步的，所述固定件与调节镜片之间的螺杆上套装有压缩弹簧。

进一步的，所述钢化玻璃为双层夹层结构，玻璃中部附有一层导电膜，所述导电膜与加热模块电连接。

进一步的，所述固定件上连接有法兰管，所述的法兰管内部设置有视镜，外端铰接有盖板。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种单晶硅炉观察窗，解决现有单炉炼制导致能源浪费和工作效率低的问题，该硅炉具有生产效率高、成品率高、加工成本低的优点。

1．坩埚采用其截面为迂回型结构，通过利用在中部内凹处进行旋转式加热，实现在大型坩埚内均匀受热，保证位于坩埚内的硅料熔点温度值处于一致状态；

2．本实用新型保温效果好，可实现一炉炼制多根单晶硅棒，减少开炉次数，无需重复性进行多次加热，同时便于连续操作；

3．本实用新型的观察机构，可通过调节螺帽实现对不同角度的调节，以达到最佳的观察效果，钢化玻璃内部设置有导电膜，当存在温差时，玻璃表面会出现化霜现象，通过对导电膜进行加热，保证外部作业者清楚的观察到内部情况。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图。

图2为图1的局部放大结构示意图。

图3为图1中A处的观察机构的结构示意图。

图4为图3的局部结构放大示意图。

图中所述文字标注表示为：1、下炉体；2、上炉盖；3、提拉组件；4、导流筒；5、内腔；6、坩埚；7、石墨加热器；8、支撑杆；9、安装座；10、十字套管；11、齿轮部件；12、连接杆；13、电机；14、驱动齿条；15、气缸；16、保温层；17、观察机构；171、圆筒；172、钢化玻璃；173、固定件；174、螺杆；175、调节螺帽；176、调节镜片；177、铰接支点；178、压缩弹簧；179、法兰管；180、视镜；181、盖板；71、石墨管；1721、导电膜。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

如图1-4所示，本实用新型的具体结构为：一种单晶硅炉观察窗，包括下炉体1和上炉盖2，所述上炉盖2上设置有提拉组件3，下炉体1上设置有导流筒4；所述的下炉体1内有内腔5，所述内腔5内设有坩埚6，所述的坩埚6中部内凹，其内凹处设置有石墨加热器7，所述石墨加热器7底部设有支撑杆8，所述支撑杆8通过安装座9固定于下炉体1上，所述支撑杆8外套设有十字套管10，所述十字套管10上连有齿轮部件11，坩埚6通过连接杆12连接于十字套管10；所述安装座9上设置有电机13，所述电机13与齿轮部件11通过驱动齿条14连接；安装座9的底部设置有气缸15；所述上炉盖2的倾斜端面沿拉晶方向设置有观察机构17，所述观察机构17包括一耐高温圆筒171，所述圆筒171焊接在上炉盖2上，在圆筒171内部密封有一钢化玻璃172，圆筒171的外端面上密封设置有固定件173，所述固定件173上螺纹设置有一螺杆174，所述螺杆174一端连接调节螺帽175，另一端伸入圆筒171内固定连接调节镜片176，所述的调节镜片176另一端与铰接支点177连接。

优选的，所述的石墨加热器7为U型结构，内部设有螺旋盘状的石墨管71。

优选的，所述的导流筒4与坩埚6结构相同，位于坩埚6上端。

优选的，所述下炉体1与内腔5之间设置有保温层16。

优选的，所述固定件173与调节镜片176之间的螺杆174上套装有压缩弹簧178。

优选的，所述钢化玻璃172为双层夹层结构，玻璃中部附有一层导电膜1721，所述导电膜1721与加热模块电连接。

优选的，所述固定件173上连接有法兰管179，所述的法兰管179内部设置有视镜180，外端铰接有盖板181。

本实用新型使用原理：通过气缸15和电机13带动十字套管10旋转，完成对坩埚6进行举托和旋转，使坩埚6在石墨加热器7中进行旋转式加热，加快硅料的熔融速度，同时实现一炉多制，减少开炉所造成的热量浪费以及在拉晶后进行多次冷却。

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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种单晶硅炉观察窗，包括下炉体（1）和上炉盖（2），所述上炉盖（2）上设置有提拉组件（3），下炉体（1）上设置有导流筒（4）；其特征在于，所述的下炉体（1）内有内腔（5），所述内腔（5）内设有坩埚（6），所述的坩埚（6）中部内凹，其内凹处设置有石墨加热器（7），所述石墨加热器（7）底部设有支撑杆（8），所述支撑杆（8）通过安装座（9）固定于下炉体（1）上，所述支撑杆（8）外套设有十字套管（10），所述十字套管（10）上连有齿轮部件（11），坩埚（6）通过连接杆（12）连接于十字套管（10）；所述安装座（9）上设置有电机（13），所述电机（13）与齿轮部件（11）通过驱动齿条（14）连接；安装座（9）的底部设置有气缸（15）；所述上炉盖（2）的倾斜端面沿拉晶方向设置有观察机构（17），所述观察机构（17）包括一耐高温圆筒（171），所述圆筒（171）焊接在上炉盖（2）上，在圆筒（171）内部密封有一钢化玻璃（172），圆筒（171）的外端面上密封设置有固定件（173），所述固定件（173）上螺纹设置有一螺杆（174），所述螺杆（174）一端连接调节螺帽（175），另一端伸入圆筒（171）内固定连接调节镜片（176），所述的调节镜片（176）另一端与铰接支点（177）连接。

2.根据权利要求1所述一种单晶硅炉观察窗，其特征在于，所述的石墨加热器（7）为U型结构，内部设有螺旋盘状的石墨管（71）。

3.根据权利要求1所述一种单晶硅炉观察窗，其特征在于，所述的导流筒（4）与坩埚（6）结构相同，位于坩埚（6）上端。

4.根据权利要求1所述一种单晶硅炉观察窗，其特征在于，所述下炉体（1）与内腔（5）之间设置有保温层（16）。

5.根据权利要求1所述一种单晶硅炉观察窗，其特征在于，所述固定件（173）与调节镜片（176）之间的螺杆（174）上套装有压缩弹簧（178）。

6.根据权利要求5所述一种单晶硅炉观察窗，其特征在于，所述钢化玻璃（172）为双层夹层结构，玻璃中部附有一层导电膜（1721），所述导电膜（1721）与加热模块电连接。

7.根据权利要求5所述一种单晶硅炉观察窗，其特征在于，所述固定件（173）上连接有法兰管（179），所述的法兰管（179）内部设置有视镜（180），外端铰接有盖板（181）。