CN218291178U - 一种热场件和单晶炉用热场 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种热场件和单晶炉用热场。所述热场件用于阻挡加热器的热辐射，所述热场件包括：环形隔热板和环形支撑板，所述环形支撑板用于支撑和固定所述环形隔热板；其中，所述环形隔热板覆盖于所述环形支撑板，以阻挡辐射至所述环形支撑板的热量，所述环形支撑板用于支撑所述环形隔热板以及阻挡热辐射。在本实用新型实施例中，所述环形隔热板可以有效阻挡加热器产生的热辐射，减小热场向坩埚底部的传导，降低晶棒的氧含量。
Description
技术领域
本实用新型涉及单晶硅技术领域，特别是涉及一种热场件和单晶炉用热场。
背景技术
随着光伏技术的发展，市场对光伏组件的需求也随之加大。现有技术中，在拉制晶棒的过程中，随着热场环境中温度的升高，坩埚底部的温度较高，容易增加晶棒中的氧含量，而且加热器对坩埚的烘烤越剧烈，反应温度越高，晶棒中的氧含量越多。
目前，为了降低晶棒中的氧含量，通常在等径过程中关闭底部的加热器，以降低坩埚底部的温度。然而，无法降低主加热器对坩埚底部产生的热辐射，限制了降低晶棒中的氧含量的效果。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种热场件和单晶炉用热场。
为了解决上述问题，本实用新型公开了一种热场件，用于阻挡加热器的热辐射，所述热场件包括：环形隔热板和环形支撑板，所述环形支撑板用于支撑和固定所述环形隔热板；其中，
所述环形隔热板覆盖于所述环形支撑板，以阻挡辐射至所述环形支撑板的热量，所述环形支撑板用于支撑所述环形隔热板以及阻挡热辐射。
可选地，所述环形支撑板的外壁上设置有凸起结构；
所述凸起结构沿所述环形支撑板的外壁向外延伸。
可选地，所述凸起结构远离所述环形支撑板的一端为弧形结构。
可选地，所述凸起结构延伸出所述环形支撑板的长度大于或等于5毫米。
可选地，所述凸起结构和所述环形支撑板为一体成型结构。
可选地，所述环形隔热板的厚度大于或等于10毫米。
可选地，所述环形隔热板为固毡结构、软毡结构中的至少一种；
所述环形支撑板为碳碳结构、等静压石墨结构中的至少一种。
可选地，所述环形隔热板的外径大于或等于所述环形支撑板的外径，所述环形隔热板的内径小于或等于所述环形支撑板的内径。
第二方面，本实用新型实施例还公开了一种单晶炉用热场，包括：上述热场件、加热器以及套设于坩埚外的埚帮；
所述加热器、所述热场件和所述埚帮的底部自上而下设置；
所述热场件的环形隔热板和环形支撑板均套设于所述埚帮外；
所述环形隔热板设置于所述环形支撑板靠近所述加热器的一侧。
可选地，所述单晶炉用热场还包括保温筒，所述保温筒罩设于所述加热器和所述埚帮外；
所述保温筒和所述埚帮之间具有放置所述热场件的间隙；
所述保温筒与所述环形支撑板固定，用于支撑所述环形支撑板。
可选地，所述保温筒自上而下包括第一保温筒和第二保温筒；
所述第一保温筒与所述环形支撑板相对的位置设置有凹槽；
和/或，所述第二保温筒与所述环形支撑板相对的位置设置有凹槽；
其中，所述凹槽用于嵌设和固定所述环形支撑板。
可选地，所述埚帮的外壁和所述环形支撑板的内径之间具有第一间隙，所述第一间隙大于或等于20毫米；
所述埚帮的外壁与所述环形隔热板的内径之间具有第二间隙，所述第二间隙大于或等于20毫米。
本实用新型包括以下优点：
在本实用新型实施例中，所述环形隔热板覆盖于所述环形支撑板，使得所述环形隔热板可以较好的隔断辐射至所述环形支撑板的热量。而所述环形支撑板可以用于支撑和固定所述环形隔热板，使得所述环形支撑板可以提供较好的支撑强度。在将所述热场件应用于单晶炉用热场中时，所述环形隔热板和所述环形支撑板均可以有效阻挡加热器产生的热辐射，减小热量向坩埚底部的传导，进而减小坩埚底部的温度，降低晶棒的氧含量。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的一种单晶炉用热场的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中图1中A处的放大结构示意图；
图3是本实用新型实施例中的一种环形隔热板的结构示意图；
图4是本实用新型实施例中的一种环形支撑板的结构示意图；
图5是本实用新型实施例中的一种晶棒的氧含量示意图。
附图标记说明：
1-环形隔热板，2-环形支撑板，3-凸起结构，4-加热器，5-保温筒，51-第一保温筒，52-第二保温筒，53-凹槽，6-坩埚，7-埚帮。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实用新型实施例中所述的热场件均可以用于阻挡加热器的热辐射，本实用新型实施例仅以将其应用于单晶炉用热场中为例进行说明，其他情况可以参考设置，本实用新型实施例对此不作具体限定。
在本实用新型的一些具体实施例中，参照图1和图2，所述热场件具体可以包括：环形隔热板1和环形支撑板2，环形支撑板2可以用于支撑和固定环形隔热板1；其中，环形隔热板1覆盖于环形支撑板2，可以阻挡辐射至环形支撑板2的热量，环形支撑板2可以用于支撑环形隔热板1以及阻挡热辐射。
在本实用新型实施例中，环形隔热板1覆盖于环形支撑板2，使得环形隔热板1可以较好的隔断辐射至环形支撑板2的热量。而环形支撑板2可以用于支撑和固定环形隔热板1，使得所述环形支撑板2可以提供较好的支撑强度。在将所述热场件应用于单晶炉用热场中时，环形隔热板1和环形支撑板2均可以有效阻挡加热器4产生的热辐射，减小热量向坩埚6底部的传导，进而减小坩埚6底部的温度，降低晶棒的氧含量。
本实用新型实施例中所述的热场件可以应用于单晶炉用热场，如图1所示，所述热场件可以套设于坩埚6外，且所述热场件可以设置于加热器4和坩埚6的底部之间。
具体地，如图2所示，所述热场件包括：环形隔热板1和环形支撑板2，如图3和图4所示，环形隔热板1和环形支撑板2均可以为环形结构。进一步地，环形隔热板1、环形支撑板2均可以套设于坩埚6外；环形隔热板1可以设置于环形支撑板2靠近加热器4的一侧，以实现环形支撑板2支撑环形隔热板1，以及环形隔热板1阻挡加热器4的热辐射。
可选地，环形隔热板1的外径可以大于或等于环形支撑板2的外径，环形隔热板1的内径可以小于或等于环形支撑板2的内径，以实现环形隔热板1可以全面覆盖于环形支撑板2，可以进一步提高环形隔热板1对热辐射的阻挡作用。
具体地，如图2，示出了一种环形隔热板1的外径等于环形支撑板2的外径，且环形隔热板1的内径等于环形支撑板2的内径的情况，其他情况可以参考设置，本实用新型实施例对此不作具体限定。
具体地，环形隔热板1可以直接放置在环形支撑板2上，或者，环形隔热板1也可以通过粘接方式固定在环形支撑板2上，具体可根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此不作具体限定。
可选地，如图4所示，环形支撑板2的外壁上可以设置有凸起结构3；凸起结构3可以沿环形支撑板2的外壁向外延伸。
在本实用新型实施例中，凸起结构3沿环形支撑板2的外壁向外延伸，便于通过凸起结构3安装环形支撑板2。
具体地，凸起结构3和环形支撑板2可以为一体成型结构，或者，凸起结构3和环形支撑板2也可以通过粘接、焊接或者螺栓固定等方式固定，具体可根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此不作具体限定。
具体地，凸起结构3可以为环形结构，凸起结构3可以沿环形支撑板2的周向向外延伸；或者，凸起结构3可以包括多个凸起部，多个所述凸起部可以沿环形支撑板2的周向设置，具体可根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此不作具体限定。
具体地，凸起结构3可以沿环形支撑板2的上沿向外延伸；或者凸起结构3可以沿环形支撑板2的下沿向外延伸；又或者，凸起结构3可以沿环形支撑板2的上沿和下沿之间的任一位置向外延伸，具体可根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此不作具体限定。
可选地，凸起结构3远离环形支撑板2的一端可以为弧形结构。
在本实用新型实施例中，凸起结构3远离环形支撑板2的一端为弧形结构，可以提高凸起结构3的表面光滑性，这样，在通过凸起结构3安装环形支撑板2的情况下，可以避免出现磕碰和剐蹭的现象。
具体地，在将所述热场件应用于单晶炉用热场的情况下，需要将环形支撑板2通过凸起结构3安装在单晶炉内，由于凸起结构3远离环形支撑板2的一端为弧形结构，表面较为光滑，可以避免出现磕碰和剐蹭现象，进而避免灰尘、粉末等杂质影响晶棒的纯度。
可选地，凸起结构3延伸出环形支撑板2的长度可以大于或等于5毫米。
在本实用新型实施例中，凸起结构3延伸出环形支撑板2的长度大于或等于5毫米，可以有效保证凸起结构3的固定可靠性和便捷性。
具体地，凸起结构3延伸出环形支撑板2的长度大于或等于5毫米，便于将凸起结构3远离环形支撑板2的一端做倒角处理，使得凸起结构3远离环形支撑板2的一端为弧形结构。
具体地，凸起结构3延伸出环形支撑板2的长度可以为5毫米、6毫米、7.5毫米或者9毫米等，具体可根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此不作具体限定。
可选地，凸起结构3和环形支撑板2可以为一体成型结构。
在本实用新型实施例中，凸起结构3和环形支撑板2为一体成型结构，可以进一步提高通过凸起结构3安装环形支撑板2的可靠性。
可选地，环形隔热板1的厚度可以大于或等于10毫米。
在本实用新型实施例中，环形隔热板1的厚度大于或等于10毫米，可以有效保证环形隔热板1阻挡热辐射的效果。
具体地，环形隔热板1的厚度可以为10毫米、12毫米、13毫米、20毫米或者33毫米等，具体可根据实际需求进行设置，本实用新型对此不作具体限定。
具体地，环形隔热板1的厚度越厚，隔热效果越好。
可选地，环形隔热板1可以为固毡结构、软毡结构中的至少一种。
在本实用新型实施例中，环形隔热板1为固毡结构、软毡结构中的至少一种，可以提高环形隔热板1的结构多样性。
具体地，环形隔热板1可以为用固毡材料制备而成的固毡结构；或者为用软毡制备而成的软毡结构；又或者，环形隔热板1可以包括层叠设置的固毡层和软毡层，具体可根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此不作具体限定。
具体地，环形隔热板1为以聚丙烯腈炭毡为基体材料，经特种工艺粘合、固化、定型、碳化、高温处理后而成的具有良好的保温效果的结构，本实用新型实施例仅以软毡结构和固毡结构为例进行说明，环形隔热板1包括但不限于固毡结构、软毡结构中的至少一种。
可选地，环形支撑板2可以为碳碳结构、等静压石墨结构中的至少一种。
在本实用新型实施例中，环形支撑板2为碳碳结构、等静压石墨结构中的至少一种，可以提高环形支撑板2的结构多样性。
具体地，环形支撑板2为碳碳结构、等静压石墨结构中的至少一种，使得环形支撑板2既可以具有一定的支撑强度，还可以具有一定的隔热能力，可以进一步增强热场件的隔热效果，有效阻挡热量传导。
具体地，环形支撑板2可以为使用碳碳材料制备而成的碳碳结构；或者为使用等静压石墨材料制备而成的等静压石墨结构；又或者，环形支撑板2可以包括层叠设置的碳碳层和等静压石墨层，具体可根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此不作具体限定。
具体地，环形支撑板2可以为具有良好的结构强度的结构，本实用新型实施例仅以碳碳结构和等静压石墨结构为例进行说明，环形支撑板2包括但不限于碳碳结构、等静压石墨结构中的至少一种
本实用新型实施例中所述的热场件至少包括以下优点：
在本实用新型实施例中，所述环形隔热板覆盖于所述环形支撑板，使得所述环形隔热板可以较好的隔断辐射至所述环形支撑板的热量。而所述环形支撑板可以用于支撑和固定所述环形隔热板，使得所述环形支撑板可以提供较好的支撑强度。在将所述热场件应用于单晶炉用热场中时，所述环形隔热板和所述环形支撑板均可以有效阻挡加热器产生的热辐射，减小热量向坩埚底部的传导，进而减小坩埚底部的温度，降低晶棒的氧含量。
第二方面，本实用新型实施例还公开了一种单晶炉用热场，包括：上述热场件、加热器4以及套设于坩埚6外的埚帮7；加热器4、热场件和埚帮7的底部可以自上而下设置；所述热场件的环形隔热板1和环形支撑板2均可以套设于埚帮7外；环形隔热板1可以设置于环形支撑板2靠近加热器4的一侧。
在本实用新型实施例中，热场件可以设置在加热器4和埚帮7的底部之间，且热场件的环形隔热板1设置于环形支撑板2靠近加热器4的一侧，这样，在环形隔热板1和环形支撑板2的作用下，可以阻挡加热器4的热量辐射至埚帮7的底部。由于埚帮7套设在坩埚6外，进而可以降低坩埚6底部的温度，降低晶棒的氧含量。
具体地，埚帮7套设于坩埚6外，可以用于支撑和固定坩埚6。埚帮7的结构形状可以与坩埚6的结构形状相同，以便于埚帮7套设于坩埚6外并支撑坩埚6。
具体地，加热器4可以设置于单晶炉用热场用中，用于加热，为晶棒生长提供热场环境。
具体地，结合图1和图2所示，环形隔热板1和环形支撑板2均套设在埚帮7外，并设置在加热器4和埚帮7的底部之间。进一步地，环形隔热板1和环形支撑板2可以阻挡加热器4的热辐射，减小热量向坩埚6底部的传导，从而降低坩埚6底部的温度，降低晶棒的氧含量。
具体地，环形隔热板1的内径小于加热器4的内径，更接近埚帮7的外壁，可以进一步提高隔断加热器4对坩埚6底部产生热辐射的效果。
具体地，在本实用新型实施例中，由于热场件可以阻挡加热器4对坩埚6底部的热辐射，可以有效保证晶棒拉晶的稳定性，降低晶棒的头部氧含量，而且，可以避免缩短加热器4的发热区。
进一步地，仅增加热场件，对单晶炉用热场的改动较小，成本较低。
可选地，单晶炉用热场还可以包括保温筒5，保温筒5罩设于加热器4和埚帮7外；保温筒5和埚帮7之间具有放置热场件的间隙；保温筒5与环形支撑板2固定，用于支撑环形支撑板2。
在本实用新型实施例中，保温筒5罩设于加热器4和埚帮7外，可以有效隔热，有效保证晶棒具备较好的生长环境。保温筒5和埚帮7之间具有放置热场件的间隙，可以有效保证热场件设置在加热器4和埚帮7的底部之间。而且，还可以将环形支撑板2固定在保温筒5上，可以有效保证对热场件固定的可靠性。
可选地，保温筒5自上而下可以包括第一保温筒51和第二保温筒52；第一保温筒51与环形支撑板2相对的位置设置有凹槽53；和/或，第二保温筒52与环形支撑板2相对的位置设置有凹槽53；其中，凹槽53用于嵌设和固定环形支撑板2。
在本实用新型实施例中，在第一保温筒51和/或第二保温筒52上设置凹槽53，以使用凹槽53嵌设和固定环形支撑板2，可以进一步提高将环形支撑板2固定在保温筒5上的可靠性。
具体地，凹槽53的开口可以朝向环形支撑板2。可以仅在第一保温筒51上设置凹槽53；或者仅在第二保温筒52上设置凹槽53；又或者，也可以在第一保温筒51靠近第二保温筒52的位置设置第一子凹槽，在第二保温筒52靠近第一保温筒51的位置设置第二子凹槽，以使第一子凹槽和第二子凹槽组合形成凹槽53。如图2，示出了一种仅在第二保温筒52上设置凹槽53的情况，其他情况可以参考设置。
具体地，保温筒5自上而下可以依次包括上保温筒、中保温筒以及下保温筒，第一保温筒51可以为所述中保温筒，第二保温筒52可以为所述下保温筒。如图2所示，凸起结构3嵌设于下保温筒上的凹槽53内，实现通过止口结构将环形支撑板2与第二保温筒52连接。
可选地，环形支撑板2的至少部分设置于第一保温筒51和第二保温筒52的连接处，可以进一步提高固定环形支撑板2的可靠性。
可选地，埚帮7的外壁与环形支撑板2的内径之间具有第一间隙，第一间隙可以大于或等于20毫米；埚帮7的外壁与环形隔热板1的内径之间具有第二间隙，第二间隙可以大于或等于20毫米。
在本实用新型实施例中，埚帮7的外壁与环形支撑板2的内径之间具有第一间隙，使得埚帮7和环形支撑板2之间可以具有安全距离；第一间隙大于或等于20毫米，可以避免加工产生的误差，有效避免环形支撑板2与埚帮7在安装过程中发生磕碰。埚帮7的外壁与环形隔热板1的内径之间具有第二间隙，使得埚帮7和环形隔热板1之间具有安全距离；第二间隙大于或等于20毫米，可以避免加工产生的误差，有效避免环形隔热板1与埚帮7在安装过程中发生磕碰。
具体地，如图5所示，RCZ1～RCZ8代表单晶炉内拉制的8根晶棒，曲线S1代表晶棒在未使用所述热场件的单晶炉中的氧含量，曲线S2代表晶棒在使用所述热场件的单晶炉中的氧含量。根据曲线S1可以得到单晶炉内的晶棒的氧含量均值为14.9ppm；采用了所述热场件方案后，根据曲线S2可以得到单晶炉内的晶棒的氧含量均值13.8ppm，相比未采用所述热场件的情况，晶棒的氧含量均值降低了1.1ppm，降氧效果显著。
本实用新型实施例中所述的单晶炉用热场至少包括以下优点：
在本实用新型实施例中，所述环形隔热板覆盖于所述环形支撑板，使得所述环形隔热板可以较好的隔断辐射至所述环形支撑板的热量。而所述环形支撑板可以用于支撑和固定所述环形隔热板，使得所述环形支撑板可以提供较好的支撑强度。在将所述热场件应用于单晶炉用热场中时，所述环形隔热板和所述环形支撑板均可以有效阻挡加热器产生的热辐射，减小热量向坩埚底部的传导，进而减小坩埚底部的温度，降低晶棒的氧含量。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本实用新型所提供的一种热场件和单晶炉用热场，进行了详细介绍，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，以上实施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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (12)
1.一种热场件，用于阻挡加热器的热辐射，其特征在于，所述热场件包括：环形隔热板和环形支撑板，所述环形支撑板用于支撑和固定所述环形隔热板；其中，
所述环形隔热板覆盖于所述环形支撑板，以阻挡辐射至所述环形支撑板的热量，所述环形支撑板用于支撑所述环形隔热板以及阻挡热辐射。
2.根据权利要求1所述的热场件，其特征在于，所述环形支撑板的外壁上设置有凸起结构；
所述凸起结构沿所述环形支撑板的外壁向外延伸。
3.根据权利要求2所述的热场件，其特征在于，所述凸起结构远离所述环形支撑板的一端为弧形结构。
4.根据权利要求2所述的热场件，其特征在于，所述凸起结构延伸出所述环形支撑板的长度大于或等于5毫米。
5.根据权利要求2所述的热场件，其特征在于，所述凸起结构和所述环形支撑板为一体成型结构。
6.根据权利要求1所述的热场件，其特征在于，所述环形隔热板的厚度大于或等于10毫米。
7.根据权利要求1所述的热场件，其特征在于，所述环形隔热板为固毡结构、软毡结构中的至少一种；
所述环形支撑板为碳碳结构、等静压石墨结构中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的热场件，其特征在于，所述环形隔热板的外径大于或等于所述环形支撑板的外径，所述环形隔热板的内径小于或等于所述环形支撑板的内径。
9.一种单晶炉用热场，其特征在于，包括：权利要求1-8任一项所述的热场件、加热器以及套设于坩埚外的埚帮；
所述加热器、所述热场件和所述埚帮的底部自上而下设置；
所述热场件的环形隔热板和环形支撑板均套设于所述埚帮外；
所述环形隔热板设置于所述环形支撑板靠近所述加热器的一侧。
10.根据权利要求9所述的单晶炉用热场，其特征在于，所述单晶炉用热场还包括保温筒，所述保温筒罩设于所述加热器和所述埚帮外；
所述保温筒和所述埚帮之间具有放置所述热场件的间隙；
所述保温筒与所述环形支撑板固定，用于支撑所述环形支撑板。
11.根据权利要求10所述的单晶炉用热场，其特征在于，所述保温筒自上而下包括第一保温筒和第二保温筒；
所述第一保温筒与所述环形支撑板相对的位置设置有凹槽；
和/或，所述第二保温筒与所述环形支撑板相对的位置设置有凹槽；
其中，所述凹槽用于嵌设和固定所述环形支撑板。
12.根据权利要求9所述的单晶炉用热场，其特征在于，所述埚帮的外壁和所述环形支撑板的内径之间具有第一间隙，所述第一间隙大于或等于20毫米；
所述埚帮的外壁与所述环形隔热板的内径之间具有第二间隙，所述第二间隙大于或等于20毫米。
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