CN219603764U - 一种降氧组合件和单晶炉用热场 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种降氧组合件和单晶炉用热场，所述降氧组合件包括：环形石墨板和软质毛刷，其中，所述软质毛刷固定连接于所述环形石墨板的内壁上，所述软质毛刷和所述环形石墨板均用于阻挡热辐射；所述软质毛刷包括沿所述环形石墨板的周向设置的刷毛，所述刷毛沿所述环形石墨板的径向延伸。可以降低石英坩埚底部的温度，减少石英坩埚产生的氧含量，降低硅熔液中的氧含量和单晶硅中的氧含量。

Description

一种降氧组合件和单晶炉用热场

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别是涉及一种降氧组合件和单晶炉用热场。

背景技术

随着光伏行业的发展，目前全球生产的太阳能电池单晶硅为主导产品，单晶硅最大的优势就是其转换效率高，生产成本相对较低。而获得高品质的单晶硅电池，需要前端生产的单晶硅棒具有高寿命、均匀电阻率、低的氧含量；此外，随着N型硅片需求量越来越大，而N型单晶硅片的低氧要求相对较高，因此，对生产出低氧含量的单晶硅的需求也越来越多。

氧是生产单晶硅的过程中存在的最主要的杂质，通常，多晶硅原料中的氧含量很低，而在晶体生长过程中，石英坩埚与熔液直接接触的位置在高温作用下会产生一定的熔解，导致大量氧进入硅熔液。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例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降氧组合件和单晶炉用热场。

为了解决上述问题，第一方面，本实用新型实施例公开了一种降氧组合件，包括：环形石墨板和软质毛刷，其中，

所述软质毛刷固定连接于所述环形石墨板的内壁上，所述软质毛刷和所述环形石墨板均用于阻挡热辐射；

所述软质毛刷包括沿所述环形石墨板的周向设置的刷毛，所述刷毛沿所述环形石墨板的径向延伸。

可选地，相邻的所述刷毛之间具有缝隙。

可选地，沿所述环形石墨板的轴线方向，所述环形石墨板的内壁上设置有至少两层所述软质毛刷；

相邻两层所述软质毛刷的刷毛错位设置。

可选地，所述环形石墨板的内壁上设置有凹槽；

所述软质毛刷的至少部分嵌设于所述凹槽内。

第二方面，本实用新型实施例公开了一种单晶炉用热场，包括：保温筒以及设置于所述保温筒内的第一加热器、埚帮以及至少一组上述的降氧组合件；

所述第一加热器的发热区环绕设置于所述埚帮的上部，所述降氧组合件环绕设置于所述埚帮的中间区域，至少一组所述降氧组合件设置于所述第一加热器的发热区的下方；

所述降氧组合件的软质毛刷位于所述埚帮外侧，且所述降氧组合件的环形石墨板的外壁固定连接于所述保温筒的内壁，所述软质毛刷和所述环形石墨板均用于阻挡所述第一加热器将热量辐射至所述埚帮的底部。

可选地，所述软质毛刷远离所述环形石墨板的一端与所述埚帮抵接或者间隔设置。

可选地，所述埚帮的中间区域设置有至少两组所述降氧组合件，相邻的两组所述降氧组合件之间间隔设置。

可选地，至少一组所述降氧组合件中，距离所述第一加热器最近的为第一降氧组合件；

所述第一降氧组合件的顶部至所述第一加热器的发热区的底部的距离大于或等于20mm。

可选地，所述单晶炉用热场还包括第二加热器；

所述第二加热器设置于所述保温筒内，所述第二加热器设置于至少一组所述降氧组合件的下方，所述第二加热器环绕设置在所述埚帮的下部；

至少一组所述降氧组合件中，距离所述第二加热器最近的为第二降氧组合件；

所述第二降氧组合件的底部至所述第二加热器的顶部的距离大于或等于20mm。

可选地，所述环形石墨板的内壁和所述埚帮的外壁之间的距离大于或等于10mm。

本实用新型实施例包括以下优点：

在本实用新型实施例中，所述降氧组合件包括环形石墨板和软质毛刷，所述软质毛刷固定连接于所述环形石墨板的内壁上；所述软质毛刷包括沿所述环形石墨板的周向设置的刷毛，且所述刷毛可以沿环形石墨板的径向延伸，使得所述降氧组合件可以为环形结构。将所述降氧组合件应用在单晶炉用热场中的情况下，所述降氧组合件可以套设在埚帮的中间位置，使得所述软质毛刷和所述环形石墨板均可以用于遮挡埚帮上部的加热器所辐射的热量，避免所述埚帮的底部温度过高，进而可以降低石英坩埚底部的温度，减少石英坩埚产生的氧含量，降低硅熔液中的氧含量和单晶硅中的氧含量。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种降氧组合件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的另一种降氧组合件的结构示意图；

图3是本实用新型实施例图2中的B处的截面放大结构示意图；

图4是本实用新型实施例图2中的C-C方向上的截面结构示意图；

图5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6是本实用新型实施例中的另一种单晶炉用热场的结构示意图；

图7是本实用新型实施例图2中A处的放大结构示意图。

附图标记说明：

1-保温筒，11-上保温筒，12-中保温筒，13-下保温筒，211-第一加热器的发热区，22-第二加热器，31-埚帮，32-石英坩埚，4-降氧组合件，41-环形石墨板，42-软质毛刷，421-刷毛，5-单晶硅，6-炉体。

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。在本实用新型的描述中，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”、“径向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例的核心构思之一在于公开一种降氧组合件，如图1和图2所示，所述降氧组合件4具体可以包括：环形石墨板41和软质毛刷42，其中，软质毛刷42可以固定连接于环形石墨板41的内壁上，软质毛刷42和环形石墨板41均可以用于阻挡热辐射；软质毛刷42可以包括沿环形石墨板41的周向设置的刷毛421，刷毛421可以沿环形石墨板41的径向延伸。

在本实用新型实施例中，所述降氧组合件4包括环形石墨板41和软质毛刷42，所述软质毛刷42固定连接于所述环形石墨板41的内壁上；所述软质毛刷42包括沿所述环形石墨板41的周向设置的刷毛421，且所述刷毛421可以沿环形石墨板41的径向延伸，使得所述降氧组合件4可以为环形结构。将所述降氧组合件4应用在单晶炉用热场中的情况下，所述降氧组合件4可以套设在埚帮的中间位置，使得所述软质毛刷42和所述环形石墨板41均可以用于遮挡埚帮上部的加热器所辐射的热量，避免所述埚帮的底部温度过高，进而可以降低石英坩埚底部的温度，减少石英坩埚产生的氧含量，降低硅熔液中的氧含量和单晶硅中的氧含量。

具体地，如图1和图2所示，降氧组合件4可以包括环形石墨板41和软质毛刷42，环形石墨板41可以为环状结构，环形石墨板41延其径向方向包括内壁和外壁；软质毛刷42固定在环形石墨板41的内壁上。

具体地，软质毛刷42的刷毛421沿环形石墨板41的周向设置，且刷毛421沿环形石墨板41的径向延伸，环形石墨板41为环形结构，这样，软质毛刷42固定在环形石墨板41上并组合形成的所述降氧组合件也为环形结构，在将所述降氧组合件应用在单晶炉用热场中的情况下，便于将所述降氧组合件套设在埚帮外。

具体地，环形石墨板41的材质可以是石墨材质、碳碳复合材料、耐高温陶瓷材料等。

具体地，软质毛刷42比较柔软，还可以避免在石英坩埚上下移动的过程对埚帮产生干扰，保证石英坩埚正常的旋转和升降。

具体地，软质毛刷42的材质可以为碳纤维、碳布、耐高温陶瓷纤维等，使得软质毛刷42可以具备耐高温的性能。

可选地，如图2和图3所示，软质毛刷42的刷毛421可以沿环形石墨板41的周向设置；且相邻的刷毛421之间可以具有缝隙。

在本实用新型实施例中，相邻的刷毛421之间具有缝隙，便于形成气体流动的通道，以保证气体流动的顺畅。

具体地，软质毛刷42可以包括毛刷本体和刷毛421，毛刷本体可以为环形结构，刷毛421可以固定连接于毛刷本体的周向上；或者，软质毛刷42可以为由刷毛421围合形成的环形结构，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，沿环形石墨板41的轴线方向，环形石墨板41的内壁上可以设置有至少两层软质毛刷42；如图4所示，相邻两层软质毛刷42的刷毛421错位设置。

在本实用新型实施例中，沿环形石墨板41的轴线方向，相邻两层软质毛刷42的刷毛421错位设置，这样，至少两层软质毛刷42可以共同作用，可以阻挡更多的热量，而且，同时还可以保证气体流动的顺畅性。

可选地，软质毛刷42的数量也可以只有一层，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。

本实用新型的一些可选实施例中，环形石墨板41的内壁上可以设置有凹槽；软质毛刷42的至少部分可以嵌设于凹槽内。

在本实用新型实施例中，软质毛刷42的至少部分嵌设在凹槽内，可以进一步提高软质毛刷42与环形石墨板41固定连接的可靠性。

具体地，所述凹槽可以为环形槽，或者凹槽可以是与软质毛刷42的刷毛421一一对应的限位槽，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。

本实用新型的另一些可选实施例中，软质毛刷42可以粘接连接于环形石墨板41的内壁上。

在本实用新型实施例中，软质毛刷42粘接连接于环形石墨板41的内壁上，可以提高软质毛刷42和环形石墨板41之间固定连接的可靠性和稳定性。

第二方面，本实用新型实施例中还公开一种单晶炉用热场，如图5和图6所示，所述单晶炉用热场具体可以包括保温筒1以及设置于所述保温筒1内的第一加热器、埚帮31以及至少一组上述的降氧组合件4；其中，第一加热器的发热区211可以环绕设置于埚帮31的上部，降氧组合件4可以环绕设置于埚帮31的中间区域，至少一组降氧组合件4均可以设置于第一加热器的发热区211的下方，降氧组合件4的软质毛刷42可以位于埚帮31外侧，且降氧组合件4的环形石墨板41的外壁可以固定连接于保温筒1的内壁，软质毛刷42和环形石墨板41均可以用于阻挡第一加热器将热量辐射至埚帮31的底部。

在本实用新型实施例中，环形石墨板41的外壁固定连接于保温筒1的内壁，软质毛刷42套设于埚帮31外侧，且降氧组合件4环绕设置于埚帮31的中间区域，第一加热器的发热区211环绕设置于埚帮31的上部，使得软质毛刷42和环形石墨板41均可以用于阻挡第一加热器将热量辐射至埚帮31的底部，可以避免埚帮31的底部温度过高，进而可以降低石英坩埚32底部的温度，减少石英坩埚32产生的氧含量，降低硅熔液中的氧含量和单晶硅5

中的氧含量。

本实用新型实施例中所述的单晶炉用热场用于为单晶硅5晶体生长提供热场环境。所述单晶炉用热场还包括单晶炉，单晶炉是一种在惰性气体环境中，用加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。

本实用新型实施例中所述的保温筒1设置于单晶炉的炉体6内，具有保温效果，可以阻挡热辐射的扩散。如图5和图6所示，保温筒1可以包括自上而下依次设置的上保温筒11、中保温筒12和下保温筒13，上保温筒11、中保温筒12和下保温筒13可以等径设置，或者不等径设置，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。

本实用新型实施例中所述的埚帮31可以套设于石英坩埚32外，用于支撑和固定石英坩埚32，石英坩埚32可以用于存放硅料。

本实用新型实施例中所述的第一加热器可以为利用电能达到加热效果的电器，按照加热方式具体可以为电磁加热、红外线加热和电阻加热。第一加热器环绕埚帮31设置，可以将热量辐射至埚帮31，以熔化石英坩埚32内的硅料。

在本实用新型实施例中，降氧组合件4的数量可以是一组、两组或者多组，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。

示例的，如图5，示出了一种降氧组合件4的数量为一组的情况；如图6和图7，示出了一种降氧组合件4的数量为两组的情况，其他情况可以参考设置。

具体地，环形石墨板41的外壁固定在保温筒1的内壁上，可以实现将降氧组合件4固定在保温筒1的内壁上。

具体地，降氧组合件4环绕埚帮31设置，且设置于第一加热器的发热区211的下方，使得环形石墨板41和软质毛刷42可以阻挡第一加热器辐射的热量，避免埚帮31底部的温度过高，这样，在拉制单晶硅5的过程中，可以降低石英坩埚32的温度，减少石英坩埚32产生的氧含量，进而降低熔硅液中的氧含量以及单晶硅5棒中的氧含量。

可选地，环形石墨板41的外壁可以固定连接于中保温筒12的内壁，软质毛刷42可以环绕埚帮31的中间区域，使得环形石墨板41和软质毛刷42可以遮挡第一加热器的发热区211对石英坩埚32的中下部的辐射。

可选地，软质毛刷42远离环形石墨板41的一端可以与埚帮31抵接或者间隔设置。

在本实用新型实施例中，软质毛刷42远离环形石墨板41的一端与埚帮31抵接，使得环形石墨板41和软质毛刷42可以完全遮挡第一加热器辐射至埚帮31底部的热量，有效降低石英坩埚32的温度，减少石英坩埚32分解氧的反应，从而达到降低氧含量的目的。软质毛刷42远离环形石墨板41的一端与埚帮31间隔设置，可以保证气体流动地更加顺畅。

具体地，软质毛刷42远离环形石墨板41的一端至埚帮31外壁的距离可以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，埚帮31的中间区域设置有至少两组降氧组合件4，相邻的两组降氧组合件4之间可以间隔设置。

在本实用新型实施例中，相邻的两组降氧组合件4之间间隔设置，有利于气体流动的顺畅。

具体地，至少两组降氧组合件4沿埚帮31的轴线方向排列设置。

可选地，至少两组降氧组合件4中，相邻的两组降氧组合件4之间也可以抵接设置。

可选地，至少一组降氧组合件4中，距离第一加热器最近的为第一降氧组合件；第一降氧组合件的顶部至第一加热器的发热区211的底部的距离大于或等于20mm。

在本实用新型实施例中，第一降氧组合件的顶部至第一加热器的底部的距离大于或等于20mm(毫米)，既可以保证第一加热器将热量辐射至埚帮31，还可以保证降氧组合件4阻挡热量辐射至埚帮31的底部。

具体地，第一降氧组合件的顶部至第一加热器的底部的距离大于或等于20mm，可以有效保证石英坩埚32内的硅料熔化，还可以避免石英坩埚32的温度过高。

可选地，单晶炉用热场还可以包括第二加热器22；第二加热器22可以设置于保温筒1内，第二加热器22可以设置于至少一组降氧组合件4的下方，第二加热器22可以环绕设置在埚帮31的下部；至少一组降氧组合件4中，距离第二加热器22最近的为第二降氧组合件；第二降氧组合件的底部至第二加热器22的顶部的距离大于或等于20mm。

在本实用新型实施例中，第二降氧组合件的底部至第二加热器22的顶部大于或等于20mm，可以避免有效保证第二降氧组合件至埚帮31底部的距离，进而避免石英坩埚32的温度过高。

具体地，第二加热器22可以为利用电能达到加热效果的电器，按照加热方式具体可以为电磁加热、红外线加热和电阻加热。第一加热器可以环绕设置在埚帮31的上部，可以为石英坩埚32的主加热器；第二加热器22环绕设置在埚帮31的下部或底部，可以为石英坩埚32的副加热器；至少一组降氧组合件4可以设置于第一加热器和第二加热器22之间。

可选地，环形石墨板41的内壁和埚帮31的外壁之间的距离可以大于或等于10mm。

在本实用新型实施例中，控制环形石墨板41的内壁和埚帮31的外壁之间的距离大于或等于10mm，可以避免环形石墨板41和埚帮31距离太近，保证石英坩埚32正常的旋转和升降。

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，所述降氧组合件的环形石墨板的外壁固定连接于所述保温筒的内壁，所述降氧组合件的软质毛刷套设于所述埚帮外，且所述降氧组合件环绕设置于所述埚帮的中间区域，所述第一加热器环绕设置于埚帮的上部，使得所述降氧组合件可以用于阻挡所述第一加热器将热量辐射至所述埚帮的底部，可以避免所述埚帮的底部温度过高，进而可以降低石英坩埚底部的温度，减少石英坩埚产生的氧含量，降低硅熔液中的氧含量和单晶硅中的氧含量。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

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 (10)

1.一种降氧组合件，用于单晶炉用热场，其特征在于，包括：环形石墨板和软质毛刷，其中，

所述软质毛刷固定连接于所述环形石墨板的内壁上，所述软质毛刷和所述环形石墨板均用于阻挡热辐射；

所述软质毛刷包括沿所述环形石墨板的周向设置的刷毛，所述刷毛沿所述环形石墨板的径向延伸。

2.根据权利要求1所述的降氧组合件，其特征在于，相邻的所述刷毛之间具有缝隙。

3.根据权利要求1所述的降氧组合件，其特征在于，沿所述环形石墨板的轴线方向，所述环形石墨板的内壁上设置有至少两层所述软质毛刷；

相邻两层所述软质毛刷的刷毛错位设置。

4.根据权利要求1所述的降氧组合件，其特征在于，所述环形石墨板的内壁上设置有凹槽；

所述软质毛刷的至少部分嵌设于所述凹槽内。

5.一种单晶炉用热场，其特征在于，包括：保温筒以及设置于所述保温筒内的第一加热器、埚帮以及至少一组权利要求1-4任一项所述的降氧组合件；

所述第一加热器的发热区环绕设置于所述埚帮的上部，所述降氧组合件环绕设置于所述埚帮的中间区域，至少一组所述降氧组合件设置于所述第一加热器的发热区的下方；

所述降氧组合件的软质毛刷位于所述埚帮外侧，且所述降氧组合件的环形石墨板的外壁固定连接于所述保温筒的内壁，所述软质毛刷和所述环形石墨板均用于阻挡所述第一加热器将热量辐射至所述埚帮的底部。

6.根据权利要求5所述的单晶炉用热场，其特征在于，所述软质毛刷远离所述环形石墨板的一端与所述埚帮抵接或者间隔设置。

7.根据权利要求5所述的单晶炉用热场，其特征在于，所述埚帮的中间区域设置有至少两组所述降氧组合件，相邻的两组所述降氧组合件之间间隔设置。

8.根据权利要求5所述的单晶炉用热场，其特征在于，至少一组所述降氧组合件中，距离所述第一加热器最近的为第一降氧组合件；

所述第一降氧组合件的顶部至所述第一加热器的发热区的底部的距离大于或等于20mm。

9.根据权利要求5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第二加热器；

所述第二加热器设置于所述保温筒内，所述第二加热器设置于至少一组所述降氧组合件的下方，所述第二加热器环绕设置在所述埚帮的下部；

至少一组所述降氧组合件中，距离所述第二加热器最近的为第二降氧组合件；

所述第二降氧组合件的底部至所述第二加热器的顶部的距离大于或等于20mm。

10.根据权利要求5所述的单晶炉用热场，其特征在于，所述环形石墨板的内壁和所述埚帮的外壁之间的距离大于或等于10mm。