CN220907727U - 一种单晶炉 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的一种单晶炉，单晶炉包括地板组件、第一保温件和升降装置，第一保温件设置在主体部的容纳腔，升降装置包括安装件和连接件，安装件通过螺纹连接安装于主体部，连接件用于与第一保温件连接，当主体部相对于底板组件运动时可以通过升降装置带动第一保温件运动。通过在单晶炉中加装升降装置，可以将第一保温件随主体部一同进行拆卸，在拆清时更加方便。而且在安装第一保温件和拆卸第一保温件的过程中，第一保温件和主体部之间的相对位置较为固定，从而可以提升第一保温件的位置精度，降低拆清等操作对于第一保温件的位置精度的影响，从而有利于提升炉次之间的一致性，更加符合实际的使用需求。

Description

一种单晶炉

技术领域

本申请涉及单晶硅加工领域，具体地涉及一种单晶炉。

背景技术

随着技术的发展，太阳能设备的应用越来越广泛，在生产太阳能设备的过程中，通过单晶炉进行拉晶是重要的加工步骤，现有的单晶炉在进行拆清时，需要分别拆卸炉筒和保温筒，操作较为繁琐，而且，在清洁结束后需要再将炉筒和保温筒重新进行安装，安装时容易导致保温筒的位置发生变化，从而影响各炉次的单晶炉的结构的一致性，影响产品质量。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种单晶炉，以利于解决现有技术中单晶炉各炉次之间一致性较差的问题。

本申请提供了一种单晶炉，所述单晶炉包括：

底板组件；

主体部，所述主体部设置于所述底板组件，所述主体部具有容纳腔；

第一保温件，所述第一保温件位于容纳腔；

升降装置，所述升降装置安装于所述主体部；

其中，所述升降装置包括安装件和连接件，所述安装件通过螺纹连接安装于所述主体部，所述连接件用于与所述第一保温件连接，当所述主体部相对于所述底板组件运动时，所述主体部通过所述升降装置带动所述第一保温件运动。

在一种可能的实施方式中，沿所述单晶炉的高度方向，所述底板组件包括保护板和本体板，所述保护板位于所述本体板的上方，所述保护板包括第一本体部和第二本体部，所述第一保温件位于所述第一本体部远离所述本体板的一侧并与所述保护板连接，所述第二本体部用于遮蔽所述本体板，所述连接件与所述第一本体部连接，所述第一本体部能够沿所述单晶炉的高度方向相对于所述本体板运动。

在一种可能的实施方式中，所述第一本体部为环形，所述第一本体部套设于所述第二本体部外侧。

在一种可能的实施方式中，所述底板组件包括至少一个安装孔，所述安装孔沿所述单晶炉的高度方向贯穿所述底板组件，所述底板组件还设置有至少一个导气管，所述导气管通过所述安装孔安装于所述底板组件，所述导气管的一端与所述容纳腔连通，另一端与所述单晶炉的外界连通。

在一种可能的实施方式中，所述导气管包括第一管体和第二管体，所述第一管体套接于所述第二管体的外侧，所述第一管体和所述第二管体能够沿导气管的轴向相对运动，以使所述第二管体相对于所述第一管体伸出或缩回。

在一种可能的实施方式中，所述安装孔的孔壁设置有第一螺纹结构，所述导气管的外壁设置有第二螺纹结构，所述第一螺纹结构用于与所述第二螺纹结构配合。

在一种可能的实施方式中，所述单晶炉包括第二保温件，所述第二保温件位于所述保护板和所述本体板之间。

在一种可能的实施方式中，所述连接件能够沿所述单晶炉的高度方向相对于所述安装件运动。

在一种可能的实施方式中，所述连接件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部之间具有夹角，所述第一连接部与所述安装件配合，所述第二连接部用于与所述第一保温件连接。

在一种可能的实施方式中，所述第二连接部为环形，所述连接件包括至少两个所述第一连接部，各所述第一连接部与同一所述第二连接部连接。

本申请实施例提供的一种单晶炉，单晶炉包括地板组件、第一保温件和升降装置，第一保温件设置在主体部的容纳腔，升降装置包括安装件和连接件，安装件通过螺纹连接安装于主体部，连接件用于与第一保温件连接，当主体部相对于底板组件运动时可以通过升降装置带动第一保温件运动。通过在单晶炉中加装升降装置，可以将第一保温件随主体部一同进行拆卸，在拆清时更加方便。而且在安装第一保温件和拆卸第一保温件的过程中，第一保温件和主体部之间的相对位置较为固定，从而可以提升第一保温件的位置精度，降低拆清等操作对于第一保温件的位置精度的影响，从而有利于提升炉次之间的一致性，更加符合实际的使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请所提供的单晶炉的示意图；

图2为本申请所提供的单晶炉的剖视图；

图3为本申请所提供的升降装置的示意图；

图4为本申请所提供的保护板和导气管的示意图；

图5为本申请所提供的保护板的示意图；

图6为本申请所提供的导气管的示意图。

附图标记：

1-底板组件；

11-保护板；

111-第一本体部；

112-第二本体部；

12-本体板；

13-安装孔；

131-第一螺纹结构；

14-导气管；

141-第一管体；

142-第二管体；

143-第二螺纹结构；

15-第二保温件；

2-主体部；

21-容纳腔；

3-第一保温件；

4-升降装置；

41-安装件；

42-连接件；

421-第一连接部；

422-第二连接部；

7-坩埚；

8-埚帮。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图1、图2和图3所示，本申请实施例提供了一种单晶炉，单晶炉可以包括底板组件1、主体部2、第一保温件3和升降装置4，主体部2安装于底板组件1，主体部2具有容纳腔21，第一保温件3位于容纳腔21，主体部2可以为单晶炉的炉筒，容纳腔21用于容纳单晶炉的部件，包括坩埚7、埚帮8等。升降装置4安装于主体部2，其中，升降装置4包括安装件41和连接件42，安装件41通过螺纹连接的方式安装于主体部2，连接件42安装于安装件41，并用于与第一保温件3连接。第一保温件3与连接件42的连接方式可以是相对固定连接，也可以是抵接。连接件42可以直接与第一保温件3连接，也可以通过其他部件与第一保温件3间接连接。当主体部2相对于底板组件1运动时，主体部2可以通过升降装置4带动第一保温件3相对于底板组件1运动。

本申请实施例所提供的方案，通过在单晶炉中加装升降装置4，可以将第一保温件3随主体部2一同进行拆卸，在拆清时更加方便。而且在安装第一保温件3和拆卸第一保温件3的过程中，第一保温件3和主体部2之间的相对位置较为固定，从而可以提升第一保温件3的位置精度，降低拆清等操作对于第一保温件3的位置精度的影响，从而有利于提升炉次之间的一致性，安装件41通过螺纹连接的方式安装于主体部2，相较于卡接、挂钩等连接方式，螺纹连接相对更加稳定，可以降低在安装过程中升降装置4相对于主体部2晃动的可能，从而有利于提高第一保温件3的安装精度，更加符合实际的使用需求。

如图2所示，在一种可能的实施方式中，底板组件1包括保护板11和本体板12，保护板11和本体板12沿单晶炉的高度方向设置，且保护板11位于本体板12的上方。第一保温件3位于保护板11远离本体板12的一侧，即第一保温件3位于保护板11的上方，并与保护板11抵接。保护板11包括第一本体部111和第二本体部112，第一保温件3与第一本体部111连接，连接件42也与第一本体部111连接，当连接件42沿安装件41运动时，连接件42能够带动第一本体部111和第一保温件3运动，以使第一保温件3能够远离或靠近本体板12。第二本体部112用于遮蔽本体板12，从而保护本体板12。

保护板11的材料可以是碳碳复合材料、碳陶等。本申请实施例所提供的单晶炉通过设置保护板11能够对本体板12进行保护，从而降低硅液从坩埚7溢出，使底板组件1的固毡、软毡等受硅蒸汽腐蚀的可能，从而降低底板组件1受损的可能，有利于延长底板组件1的使用寿命。

在一种可能的实施方式中，第一本体部111为环形，沿第二本体部112的周向，第一本体部111套设于第二本体部112的外侧。第一保温件3沿主体部2的周向设置，可以为空心圆柱结构，用于沿单晶炉的周向进行保温。

通过环形的第一本体部111能够便于与第一保温件3连接，从而便于对支撑第一保温件3，以便于升降装置4带动第一保温件3相对于底板组件1运动，从而完成第一保温件3的安装。

如图4和图5所示，在一种可能的实施方式中，底板组件1包括至少一个安装孔13，安装孔13沿单晶炉的高度方向贯穿底板组件1，底板组件1还设置有至少一个导气管14，导气管14通过安装孔13安装于底板组件1，导气管14的一端与设置于底板组件1的主体部2的容纳腔21连通，另一端与单晶炉的外界连通。

在拉晶过程中，通常通入氩气，氩气进入单晶炉并流动，从导气管14排出，利用氩气的流动在带走拉晶过程中产生的氧化物和其他杂质，从而降低氧化物和其他杂质对于生产的影响，从而有利于提高单晶硅棒的质量，更加符合实际的使用需求。

如图6所示，在一种可能的实施方式中，导气管14包括第一管体141和第二管体142，第一管体141套接于第二管体142的外侧，第一管体141和第二管体142能够沿导气管14的轴向相对运动，以使第二管体142能够相对于第一管体141伸出或缩回。

通过这样的设计可以使导体管为可伸缩结构，通过调节第一管体141和第二管体142的相对位置可以改变导气管14沿自身轴向的尺寸，即改变导气管14的长度，从而可以使导气管14能够适用于不同厚度的底板组件1以及不同结构的单晶炉，更加符合实际的使用需求。

如图5和图6所示，在一种可能的实施方式中，安装孔13的孔壁设置有第一螺纹结构131，导气管14的外壁设置有第二螺纹结构143，第一螺纹结构131和第二螺纹结构143配合，以使导气管14安装于安装孔13。

通过采用螺纹连接的方式可以便于导气管14安装和拆卸，相较于导气管14卡接于安装孔13的方案，卡接的方案中，导气管14与安装孔13之间容易存在间隙，导致单晶炉整体的密封性较差。本申请实施例采用螺纹连接的方式，螺纹结构分别沿安装孔13和导气管14的周向设置，从而有利于提高安装孔13和导气管14连接处的密封性，更加符合实际的使用需求。

第一管体141套设于第二管体142的外侧，导气管14的第二螺纹结构143可以设置在第一管体141的外侧。

如图4所示，在一种可能的实施方式中，底板组件1设置至少两个安装孔13，当径路包括至少两个导气管14，各导气管14设置在对应的安装孔13。

通过设置至少两个导气管14，能够更加便于气体沿导体管排出，更加符合实际的使用需求。

在一种可能的实施方式中，单晶炉包括两个导气管14，两个导气管14关于于单晶炉的轴线方向对称设置。

如图2所示，在一种可能的实施方式中，单晶炉还包括第二保温件15，第二保温件15位于保护板11和本体板12之间。

第二保温件15设置在单晶炉的底部，用于在单晶炉的底部进行保温。保护板11同时可以对第二保温件15进行保护，从而降低第二保温件15被溢出的硅液、硅蒸汽腐蚀的可能，用于延长第二保温件15的使用寿命，更加符合实际的使用需求。

在一种可能的实施方式中，连接件42能够沿单晶炉的高度方向相对于安装件41运动。可以通过马达等驱动件驱动连接件42相对于安装件41运动。

通过这样的设计可以实现通过升降装置4自动调节第一保温件3的位置，从而可以适用于不同结构的单晶炉。

如图3所示，在一种可能的实施方式中，连接件42包括第一连接部421和第二连接部422，第一连接部421和第二连接部422连接，且第一连接部421和第二连接部422之间具有夹角，第一连接部421用于和安装件41配合，以使连接件42能够沿安装件41运动，第二连接部422用于和第二保温件15连接，连接的方式包括直接连接和间接连接。

通过这样的设计可以便于移动部与第一保温件3连接。第一连接部421可以和第二连接部422相互垂直，第二连接部422位于第一保温件3的下方。这样的设计可以使第二连接部422用于支撑第一保温件3，便于抬升第一保温件3。

如图3所示，在一种可能的实施方式中，第二连接部422可以为环形，并与多个第一连接部421连接，各第一连接部421分别与同一第二连接部422连接。同时各第一连接部421与对应的导向部配合。

通过设置多个第一连接部421可以在抬升或下降的过程中，使第一保温件3受力较为均匀，从而有利于提高升降装置4抬升或下降第一保温件3的稳定性，更加符合实际的使用需求。

如图3所述，在一种可能的实施方式中，各第一连接部421沿第二连接部422的周向等距间隔设置，导向部与第一连接部421对应设置。

这样的设计有利于进一步提升升降装置4对于第一保温件3驱动的稳定性，更加符合实际的使用需求。

在一种可能的实施方式中，导向部设置有U型孔，第一连接部421和第二连接部422通过U型孔配合。U型孔不仅可以便于调节第一连接部421的位置以改变第一保温件3的位置，从而使第一保温件3能够适配不同结构的单晶炉，以提升适用范围。

导向部可以通过螺栓与主体部2连接，主体部2为单晶炉的炉筒。本申请实施例中通过在底板组件1设置保护板11能够对底板组件1进行保护，保护板11的第一本体部111能够随连接件42带动第一保温件3进行升降，第二本体部112用于对第二保温件15、本体板12进行保护，在第一保温件3的升降过程中，第二本体部112相对静止，即底板组件1除第一本体部111外，其他结构可以组成相对固定且封闭的结构，从而可以降低硅蒸汽、溢出的硅液对于第二保温件15、本体板12的腐蚀的可能。在拆清过程中，第二本体部112及其下方的结构不拆，有利于保障单晶炉底部结构的一致性。在旋开主体部2的过程中，通过升降装置4带动第一保温件3一起抬升，在清理结束后，第一保温件3随主体部2一起复原，用于提升各批次加工时所使用的单晶炉的结构的一致性，更加符合实际的使用需求。

在安装第一保温件3时，可以将第一保温件3放置于连接件42，随主体部2一同沿靠近底板组件1的方向运动，第一保温件3先于主体部2到达安装位置，即第一保温件3先安装到位，主体部2继续沿靠近底板组件1的方向运动，连接件42脱离第一保温件3，主体部2继续运动直至主体部2安装到位。在拆卸时，主体部2沿远离底板组件1的方向运动，连接件42与第一本体部111抵接，并通过第一本体部111与第一保温件3间接连接，随主体部2继续运动，连接件42能够带动第一本体部111和第一保温件3沿远离底板组件1的方向运动，实现第一保温件3和主体部2同时拆卸。即在安装和拆卸的过程中，主体部2和升降装置4的行程大于第一保温件3的行程。

这样的设计可以使升降装置4在第一保温件3安装到位后脱离第一保温件3，从而可以降低在单晶炉使用过程中，热量通过接触传热的方式传递至升降组件的可能，降低传热效率，从而可以降低高温对于升降装置4的影响。而且由于主体部2和升降装置4的行程大于第一保温件3的行程，第一保温件3安装到位后，主体部2和升降装置4可以继续运动，即在主体部2安装的过程中，第一保温件3能够自动脱离升降装置4，因此可以将第一保温件3安装至不同结构的单晶炉。

相较于未设置保护板11和升降装置4的单晶炉，本申请实施例所提供的单晶炉在拆清后可以复原90％，各炉次之间的差异较小，误差在±1mm之间。而且单晶炉底部结构的使用寿命也得到延长，使用寿命可以延长50％，拉晶功耗较低2～3kw。而且能够提升拆清过程中的自动化程度，接收40％的人工工作量，拆清时间可以节省30～40分钟，有利于提高生产效率，更加符合实际的使用需求。

拉晶工艺通常包括装料、熔料、引晶、放肩/转肩、等径、收尾和停炉取棒步骤。在等径步骤前，坩埚7的上沿位于加热件5的上沿以下90毫米至100毫米的位置，在等径过程直至单根硅棒拉晶完成的过程中，坩埚7的位置逐渐上升，通常，拉制单根单晶硅棒，坩埚7上升290毫米至330毫米，单根单晶硅棒拉制完成后，坩埚7的上沿重新下降至加热件5上沿90毫米至100毫米的位置。并在拉晶过程中重复上述的步骤，当最后一根单晶硅棒拉制完成后，刚坩埚7上升680毫米。坩埚7的高度为h。在坩埚7上升的过程中，上升的速度为4h毫米/小时至10h毫米/小时。

本申请实施例提供了一种单晶炉，单晶炉包括地板组件、第一保温件3和升降装置4，第一保温件3设置在主体部2的容纳腔21，升降装置4包括安装件41和连接件42，安装件41通过螺纹连接安装于主体部2，连接件42用于与第一保温件3连接，当主体部2相对于底板组件1运动时可以通过升降装置4带动第一保温件3运动。通过在单晶炉中加装升降装置4，可以将第一保温件3随主体部2一同进行拆卸，在拆清时更加方便。而且在安装第一保温件3和拆卸第一保温件3的过程中，第一保温件3和主体部2之间的相对位置较为固定，从而可以提升第一保温件3的位置精度，降低拆清等操作对于第一保温件3的位置精度的影响，从而有利于提升炉次之间的一致性，更加符合实际的使用需求。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例和终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

Claims (10)

1.一种单晶炉，其特征在于，所述单晶炉包括：

底板组件(1)；

主体部(2)，所述主体部(2)设置于所述底板组件(1)，所述主体部(2)具有容纳腔(21)；

第一保温件(3)，所述第一保温件(3)位于容纳腔(21)；

升降装置(4)，所述升降装置(4)安装于所述主体部(2)；

其中，所述升降装置(4)包括安装件(41)和连接件(42)，所述安装件(41)通过螺纹连接安装于所述主体部(2)，所述连接件(42)用于与所述第一保温件(3)连接，当所述主体部(2)相对于所述底板组件(1)运动时，所述主体部(2)通过所述升降装置(4)带动所述第一保温件(3)运动。

2.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，沿所述单晶炉的高度方向，所述底板组件(1)包括保护板(11)和本体板(12)，所述保护板(11)位于所述本体板(12)的上方，所述保护板(11)包括第一本体部(111)和第二本体部(112)，所述第一保温件(3)位于所述第一本体部(111)远离所述本体板(12)的一侧并与所述保护板(11)连接，所述第二本体部(112)用于遮蔽所述本体板(12)，所述连接件(42)与所述第一本体部(111)连接，所述第一本体部(111)能够沿所述单晶炉的高度方向相对于所述本体板(12)运动。

3.根据权利要求2所述的单晶炉，其特征在于，所述第一本体部(111)为环形，所述第一本体部(111)套设于所述第二本体部(112)外侧。

4.根据权利要求2所述的单晶炉，其特征在于，所述底板组件(1)包括至少一个安装孔(13)，所述安装孔(13)沿所述单晶炉的高度方向贯穿所述底板组件(1)，所述底板组件(1)还设置有至少一个导气管(14)，所述导气管(14)通过所述安装孔(13)安装于所述底板组件(1)，所述导气管(14)的一端与所述容纳腔(21)连通，另一端与所述单晶炉的外界连通。

5.根据权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述导气管(14)包括第一管体(141)和第二管体(142)，所述第一管体(141)套接于所述第二管体(142)的外侧，所述第一管体(141)和所述第二管体(142)能够沿导气管(14)的轴向相对运动，以使所述第二管体(142)相对于所述第一管体(141)伸出或缩回。

6.根据权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述安装孔(13)的孔壁设置有第一螺纹结构(131)，所述导气管(14)的外壁设置有第二螺纹结构(143)，所述第一螺纹结构(131)用于与所述第二螺纹结构(143)配合。

7.根据权利要求2所述的单晶炉，其特征在于，所述单晶炉包括第二保温件(15)，所述第二保温件(15)位于所述保护板(11)和所述本体板(12)之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的单晶炉，其特征在于，所述连接件(42)能够沿所述单晶炉的高度方向相对于所述安装件(41)运动。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的单晶炉，其特征在于，所述连接件(42)包括第一连接部(421)和第二连接部(422)，所述第一连接部(421)与所述第二连接部(422)之间具有夹角，所述第一连接部(421)与所述安装件(41)配合，所述第二连接部(422)用于与所述第一保温件(3)连接。

10.根据权利要求9所述的单晶炉，其特征在于，所述第二连接部(422)为环形，所述连接件(42)包括至少两个所述第一连接部(421)，各所述第一连接部(421)与同一所述第二连接部(422)连接。