KR101217458B1 - Apparatus for manufacturing poly crystaline silicon ingot for door open/close device having a rotatable - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치에 관한 것으로, 소정크기의 진공챔버와, 상기 진공챔버 내에 구비되어 실리콘 원 소재를 수용하는 도가니와, 상기 도가니 내의 실리콘 원 소재를 용융시키기 위해 열을 가하는 히터와, 상기 도가니 하측으로 구비되는 써셉터, 상기 도가니 내에 용융된 실리콘을 성장시키기 위해 열을 방출시키는 냉각판과, 상기 도가니와 냉각판 사이에 구비되어 실리콘 용융 또는 성장시키기 위해 열방출을 구속하는 도어 개폐장치와, 상기 도가니의 온도를 측정하는 온도센서 및 상기 온도센서의 출력값을 받아 도가니 내의 실리콘의 용융 및 균일한 성장이 이루어지도록 도가니 내의 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 다결정 실리콘 주괴 제조장치에 있어서, 상기 도어 개폐장치는 소정간격을 두고 개방부가 형성된 제 1도어와 제 2도어로 구성되고, 상기 제 1도어와 제 2도어 간에 상대회전을 통해 개방부를 선택적으로 개폐하는 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having a rotatable door opening and closing device, comprising: a vacuum chamber of a predetermined size, a crucible provided in the vacuum chamber to accommodate a silicon raw material, and a silicon raw material in the crucible; A heater for applying heat to the heat sink, a susceptor provided under the crucible, a cooling plate for dissipating heat to grow silicon melted in the crucible, and a silicon provided between the crucible and the cooling plate to melt or grow. And a door opening and closing device for restraining heat release, a temperature sensor for measuring the temperature of the crucible, and a controller for controlling the temperature in the crucible so that the melting and uniform growth of silicon in the crucible is achieved by receiving the output value of the temperature sensor. In the silicon ingot manufacturing apparatus, the door opening and closing device is a predetermined interval And a first door and a second door having an open part, and including a driving part to selectively open and close the open part through relative rotation between the first door and the second door.

회전 도어, 주괴, 다결정, 실리콘, 열평형 Revolving door, ingot, polycrystalline, silicon, thermal equilibrium

Description

회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치{Apparatus for manufacturing poly crystaline silicon ingot for door open/close device having a rotatable}Apparatus for manufacturing poly crystaline silicon ingot for door open / close device having a rotatable}

본 발명은 다결정 실리콘 주괴 제조장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 도어 개폐장치를 보완하여 열평형도 향상에 따른 효과적인 실리콘 성장을 달성할 수 있는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus, and more particularly, to a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus equipped with a rotary door opening and closing apparatus that can achieve effective silicon growth according to the improvement of thermal balance by supplementing the door opening and closing apparatus. It is about.

최근 규소형 태양전지에 의한 태양광 발전은 무공해, 안정성, 신뢰성 등의 장점으로 인해 시험적인 단계를 지나 상업화 단계에 이르렀다.Recently, the photovoltaic power generation by silicon-type solar cells has reached the commercialization stage after the trial phase due to the advantages of pollution-free, stability and reliability.

미국, 일본, 독일의 경우에는 규소 태양전지를 이용하여 수백 ~ 수천 Kw 용량의 태양광 발전이 이루어지고 있다. 현재 태양광 발전에 이용되고 있는 태양전지는 주로 Czochralski 인상법에 의해 제조된 단결정 규소박판을 이용하여 제조하고 있으나, 앞으로의 지속적인 대규모 용량화를 위해서는 규소박판의 가격을 낮추고 생산성을 더욱 높여야 할 것으로 인식되고 있다. 이와 같은 배경 아래 태양전지용 규소박판의 원가를 절감시키기 위한 노력의 일환으로 주조법이 개발되었다.In the United States, Japan and Germany, solar power generation of hundreds to thousands of kilowatts has been made using silicon solar cells. Currently, solar cells used for photovoltaic power generation are mainly manufactured using monocrystalline silicon thin plates manufactured by the Czochralski impression method, but it is recognized that the price of silicon thin plates should be lowered and the productivity should be further increased for continuous large capacity. It is becoming. Under this background, casting was developed as an effort to reduce the cost of silicon thin film for solar cells.

주조법에 의한 태양전지용 다결정 규소 주괴의 제조는 기본적으로 방향성 응고를 특징으로 하고 있다. 석영이나 흑연으로 제조된 도가니 속에 다결정 규소 알맹이를 넣어 용융시킨 후 도가니 하부쪽으로 규소의 용해열을 제거시켜 나감으로써 냉각고화 역시 도가니 하부쪽으로부터 상부 쪽으로 이동되도록 하여 일정한 방향성을 가진 이른바, 주상구조(Columnar Structure)의 주괴를 얻고자 하는 것이다.The production of polycrystalline silicon ingots for solar cells by the casting method is basically characterized by directional solidification. Polycrystalline silicon kernels are melted in a crucible made of quartz or graphite, and then the heat of dissolution of silicon is removed from the bottom of the crucible so that the cooling solidification is also moved from the bottom of the crucible to the upper part. ) Is to get the ingot.

이와 같이 제조된 다결정 규소 주괴는 인상법에 의해 제조되는 단결정 규소 주괴에 비해 내부에 존재하는 다결정입계(Grain boundary)들로 인하여 태양전지 제조 시 전기적 효율면에서 저하를 가져오지만 결정이 주괴 성장 방향에 대하여 주상으로 구성되어 있기 때문에 전체적인 물성면에서는 단결정 주괴에 비해 약 20% 정도 열세이다. 그러나 대량생산(단결정 인상법의 2 ~ 3배)이 가능하고 생산성(단결정 인상법의 2~3배)이 우수하며 제조기술이 간단하다는 이점이 있어 가격면에 있어서 단결정 규소 주괴에 비하여 약 1/2 ~ 1/3정도 수준이다. 지금까지 알려진 주조법은 석영으로 만들어진 다결정 규소 용융부에서 다결정 규소를 흑연도가니에 공급하기 전에 미리 용융시킨 후 하부로부터 상부가 600 ~ 1,200℃로 유지되는 사각 또는 원형의 흑연도가니에 공급하여 결정성장을 행하여 다결정 규소 주괴를 제조하는 방법이 있다.The polycrystalline silicon ingot manufactured as described above is deteriorated in terms of electrical efficiency in solar cell manufacturing due to the grain boundaries present inside compared to the single crystal silicon ingot manufactured by the pulling method, but the crystal is in the direction of ingot growth. Since it is composed of columnar phases, it is inferior to about 20% in terms of its overall physical properties. However, it has the advantage of mass production (2 ~ 3 times of single crystal pulling method), excellent productivity (2 ~ 3 times of single crystal pulling method) and simple manufacturing technology. 2 to 1/3 level. The known casting method is to melt the polycrystalline silicon in advance in the polycrystalline silicon melting section made of quartz before supplying it to the graphite crucible, and then crystal growth is supplied by supplying from the lower part to the square or circular graphite crucible maintained at 600 to 1,200 ° C. There is a method of producing a polycrystalline silicon ingot.

그러나 상기 종래의 주조법은 차가운 도가니가 급작스러운 냉각고화가 이루어지기 때문에 고화규소와 도가니 사이의 고착은 방지할 수 있으나, 도가니로부터 의 오염이 크고 열스트레스가 잔존하여 결함농도가 커지고 결정입자가 작아진다는 문제점이 있다. However, in the conventional casting method, since the cold crucible is suddenly cooled and solidified, the fixing between silicon solidified and the crucible can be prevented, but the contamination from the crucible is large and the thermal stress remains so that the defect concentration is increased and the crystal grains are reduced. Has a problem.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 대한민국 특허출원 제 10-2007-0006218, 발명의 명칭 : 태양전지용 다결정 실리콘 주괴 제조장치를 출원한 바 있으며, 실리콘 성장에 있어 열방출을 위한 냉각판 접근 방식에서 도어 개폐방식의 문제점을 해소하기 위하여 다양한 국내출원을 달성하였다.In order to solve this problem, the present applicant has filed a Korean Patent Application No. 10-2007-0006218, title of the invention: polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus for solar cells, door in a cooling plate approach for heat dissipation in silicon growth In order to solve the problem of opening and closing method, various domestic applications have been achieved.

종래에 여러 가지 방법이 있지만, 이중 용융된 액체가 담긴 도가니를 하강 시켜서 히터에서 멀어지게 하여 하부를 냉각시키는 방법과 하부에 열교환기를 설치하여 도가니에 대해서 상대적으로 차가운 냉각판을 통하여 강제로 열을 빼내는 방법이 보편적이다. 도가니 하강 방법은 하부로 열을 배출하는데 한계가 있어서 열교환기를 이용한 방법이 선호되고 있으나 이 방법은 실리콘을 녹이는 단계에서 하부 열교환기로 열이 빠지기 때문에 실리콘이 충분히 녹지 않는 현상이 나타날 수 있으며, 따라서 용융 단계에서 에너지 소모가 많이 발생한다.Conventionally, there are various methods, but the method of cooling the lower part by lowering the crucible containing the double molten liquid away from the heater and installing a heat exchanger on the lower part to force heat through the relatively cold cooling plate for the crucible The method is universal. Crucible lowering method is preferred to use a heat exchanger because there is a limit to the discharge of heat to the bottom, but this method may be a phenomenon that the silicon does not melt enough because the heat is lost to the lower heat exchanger in the step of melting the silicon, so the melting step Energy consumption is high in.

이런 이유로 열교환기를 이용한 장치는 열교환기와 도가니 하부 사이에 단열재를 장착한 일종의 게이트(gate, 문)가 구성된다. 이 게이트는 실리콘의 용융 시에는 닫혀 있어 열교환기에서 뺏기는 열을 막아주어 용융이 원만하게 이루어지도록 하고, 결정 성장 시에는 열려서 게이트 하부의 열교환기로 충분한 열이 빠져나갈 수 있도록 도와준다.For this reason, a device using a heat exchanger is constituted by a kind of gate having a heat insulating material between the heat exchanger and the bottom of the crucible. The gate is closed when the silicon melts, preventing heat from being taken away from the heat exchanger, allowing for a smoother melt, and opening during crystal growth to allow enough heat to escape to the heat exchanger below the gate.

도 1 내지 도 3은 본 출원인이 출원한 종래기술로써, 진공챔버(10), 히터(20), 도가니(30), 온도센서(40) 및 게이트(40)를 구비한 주괴 제조장치에서 게이트(도어 개폐장치)를 구성하는 방법으로 여러 가지를 제안하였다. 상용으로 적용되어 있는 방법은 도 1에 도시된 수평으로 슬라이딩되는 방법과 도 2에 도시된 힌지 구조를 이용하여 열교환기가 올라가면서 게이트를 밀어 올려서 개폐를 제어하는 구조를 갖춘 방법이 있다. 수평으로 슬라이딩되는 방법은 장비의 성장 공간에 열적으로 불평형을 만들기 때문에 잉곳의 균일한 성장에 불리하다. 이는 제일 중요한 잉곳 성장에 영향을 주는 구조이므로 바람직하지 않다. 힌지 구조를 갖춘 도어 방법은 대칭의 열평형 조건을 얻을 수 있는 장점이 있으나 열교환기가 도어를 밀고 올라가는 방법이므로 열교환기가 충분히 게이트를 개폐할 수 있는 만큼 높이 방향으로 공간이 필요하다.1 to 3 is a prior art filed by the applicant, the gate (in the ingot manufacturing apparatus having a vacuum chamber 10, a heater 20, a crucible 30, a temperature sensor 40 and a gate 40) Various methods have been proposed as a method of constructing a door opener). Commercially applied methods include a horizontal sliding method shown in FIG. 1 and a method of controlling opening and closing by pushing up a gate while the heat exchanger is up using a hinge structure shown in FIG. 2. The horizontal sliding method is disadvantageous for the uniform growth of the ingot because it creates thermal unbalance in the growth space of the equipment. This is undesirable because it is the structure that affects the most important ingot growth. The hinged door method has the advantage of obtaining a symmetrical thermal equilibrium condition, but since the heat exchanger pushes up the door, space is needed in the height direction so that the heat exchanger can open and close the gate sufficiently.

향후 잉곳을 대형화하기 위해서는 높이 방향이 아닌 넓이 방향으로 잉곳을 키워나가야 하는데, 힌지구조 방법은 잉곳이 옆으로 늘어나면 도어도 같이 늘어나야 하기 때문에 장비의 높이도 같이 늘어나게 되므로 잉곳 대형화에 불리한 구조를 가지는 문제점이 있다.In order to increase the size of the ingot in the future, it is necessary to grow the ingot in the width direction rather than in the height direction. In the hinge structure method, since the door height must be increased together when the ingot is extended to the side, the height of the equipment is also increased. There is this.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 다결정 실리콘 성장 공간의 열적 불평형도를 해소하고, 향후 기술 전망에 대응하여 주괴 장치의 높이 방향 크기 제약에 따른 문제점을 해소하면서 도어크기를 늘릴 수 있는 다결정 실리콘 주괴 제조장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving the above problems is to solve the thermal inequality of the polycrystalline silicon growth space, and in response to the future technology prospects, polycrystalline silicon which can increase the door size while eliminating the problems caused by the height direction size constraints of the ingot apparatus An object of the present invention is to provide an ingot manufacturing apparatus.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정크기의 진공챔버와, 상기 진공챔버 내에 구비되어 실리콘 원 소재를 수용하는 도가니와, 상기 도가니 내의 실리콘 원 소재를 용융시키기 위해 열을 가하는 히터와, 상기 도가니 하측으로 구비되는 써셉터, 상기 도가니 내에 용융된 실리콘을 성장시키기 위해 열을 방출시키는 냉각판과, 상기 도가니와 냉각판 사이에 구비되어 실리콘 용융 또는 성장시키기 위해 열방출을 구속하는 도어 개폐장치와, 상기 도가니의 온도를 측정하는 온도센서 및 상기 온도센서의 출력값을 받아 도가니 내의 실리콘의 용융 및 균일한 성장이 이루어지도록 도가니 내의 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 다결정 실리콘 주괴 제조장치에 있어서, 상기 도어 개폐장치는 소정간격을 두고 개방부가 형성된 제 1도어와 제 2도어로 구성되고, 상기 제 1도어와 제 2도어 간에 상대회전을 통해 개방부를 선택적으로 개폐하는 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a vacuum chamber of a predetermined size, a crucible provided in the vacuum chamber to accommodate the silicon raw material, a heater for applying heat to melt the silicon raw material in the crucible, A susceptor provided under the crucible, a cooling plate for dissipating heat to grow silicon melted in the crucible, and a door opening and closing device provided between the crucible and the cooling plate to restrain heat release to melt or grow silicon; In the polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus comprising a temperature sensor for measuring the temperature of the crucible and a control unit for controlling the temperature in the crucible so that the melting and uniform growth of the silicon in the crucible in accordance with the output value of the temperature sensor, the door The switchgear has a first door and a second door having an opening portion at a predetermined interval. It characterized in that it comprises a drive unit for selectively opening and closing the opening through the relative rotation between the first door and the second door.

또한, 상기 구동부는 상기 제 1도어와 제 2도어를 각각 회전시키는 제 1구동 모터와 제 2구동모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The driving unit may include a first driving motor and a second driving motor for rotating the first door and the second door, respectively.

또한, 상기 제 1도어와 제 2도어는 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터와 각각 제 1중공축과 제 2중공축에 결합되어 회전하며, 상기 제 2중공축은 제 1중공축의 중공에 삽입 구비되고, 상기 제 1중공축은 상기 써셉터 하부를 지지하는 지지축이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first door and the second door is coupled to the first driving motor and the second driving motor, respectively, coupled to the first hollow shaft and the second hollow shaft, the second hollow shaft is inserted into the hollow of the first hollow shaft It is provided, the first hollow shaft is characterized in that the support shaft for supporting the lower susceptor is further provided.

또한, 상기 지지축은 상기 제 1중공축이 연장 형성되어 구비되며, 상기 써셉터와 접하는 곳으로 베어링이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the support shaft is provided with the first hollow shaft extending is formed, characterized in that the bearing is further provided in contact with the susceptor.

또한, 상기 지지축은 별도로 구비되며, 상기 제 1중공축과 접하는 곳으로 베어링이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the support shaft is provided separately, characterized in that the bearing is further provided in contact with the first hollow shaft.

또한, 상기 지지축은 상기 제 1중공축의 중공을 관통하여 구비되되, 별도로 외부에 고정 되어 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the support shaft is provided through the hollow of the first hollow shaft, it is characterized in that it is provided to be fixed to the outside separately.

또한, 상기 구동부는 상기 제 1도어를 상/하 이송시키는 샤프트를 포함하는 이송수단, 상기 제 2도어를 회전시키는 구동모터 및 상기 제 2도어의 회전에 따라 제 1도어를 연동시키기 위해 제 1도어와 제 2도어에 각각 형성되어 걸림 고정되는 걸림부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The driving unit may include a transfer unit including a shaft configured to move the first door up and down, a drive motor to rotate the second door, and a first door to interlock the first door according to the rotation of the second door. And a locking portion formed on each of the second doors and locked.

또한, 상기 샤프트는 상기 써셉터를 지지하기 위해 구비되는 중공형 지지축의 중공에 삽입 결합되고, 제 1도어를 상기 이송수단에 의해 상/하 이송시키기 위해 상기 샤프트 끝단으로 플레이트가 구비되며, 상기 플레이트는 상기 중공형 지지축에 형성된 결합홀에 결합되어 상/하 이송에 따라 상기 제 1도어를 이송시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the shaft is inserted into the hollow of the hollow support shaft provided for supporting the susceptor, the plate is provided at the end of the shaft for transferring the first door up / down by the transfer means, the plate Is coupled to the coupling hole formed in the hollow support shaft is characterized in that for transporting the first door according to the up / down transport.

또한, 상기 구동부는 상기 제 1도어와 제 2도어의 회전량을 검출하기 위한 엔코더를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The driving unit may further include an encoder for detecting rotation amounts of the first door and the second door.

또한, 상기 제 1도와 제 2도어는 임의의 각도만큼 개방부 개방을 조절하여 흡열량 조절이 가능하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first and second doors are characterized in that the control of the endothermic amount can be controlled by adjusting the opening of the opening by any angle.

또한, 소정크기의 진공챔버 내에 구비된 도가니에 실리콘 원 소재를 용융하한 후 도어 개폐장치의 선택적인 개방으로 냉각판을 노출시켜 용융된 실리콘 원 소재를 성장시키는 다결정 실리콘 주괴 제조장치에 있어서, 상기 도어 개폐장치는 소정간격을 두고 개방부가 형성된 제 1도어와 제 2도어로 구성되고, 상기 제 1도어와 제 2도어 간에 상대회전을 통해 개방부를 선택적으로 개폐하는 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus for growing the molten silicon raw material by melting the silicon raw material in the crucible provided in the vacuum chamber of a predetermined size and then expose the cooling plate by the selective opening of the door opening and closing device, the door The opening and closing device is configured with a first door and a second door formed with an opening portion at a predetermined interval, characterized in that it comprises a drive unit for selectively opening and closing the opening through a relative rotation between the first door and the second door. .

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 열적 불평형도를 해소하여 실리콘 성장의 결점을 해소할 수 있는 이점이 있다.The present invention constructed and operated as described above has the advantage of eliminating the defects of silicon growth by eliminating thermal inequality.

또한, 개폐장치의 구조적 특징에 따라 주괴 제조장치의 전체 크기를 낮출 수 있음과 동시에 도어 크기를 증대시킬 수 있어 결과적으로 효과적인 실리콘 응고를 달성할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the structural features of the switchgear can reduce the overall size of the ingot manufacturing apparatus and at the same time increase the size of the door there is an advantage that can achieve an effective silicon solidification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐장치가 구비 된 다결정 실리콘 주괴 제조장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus equipped with a rotary door opening and closing device according to the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐장치의 개방 전 상태를 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐장치의 개방 후 상태를 나타낸 상태도, 도 6은 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐장치를 위한 구동수단의 일실시예를 나타낸 단면도, 도 7은 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐를 위한 구동수단의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.Figure 4 is a perspective view showing a state before opening of the rotary door opening and closing device according to the invention, Figure 5 is a state diagram showing a state after opening of the rotary door opening and closing device according to the present invention, Figure 6 is a rotary type according to the present invention Sectional view showing one embodiment of the drive means for the door opening and closing device, Figure 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the drive means for opening and closing the rotary door according to the present invention.

도 8은 도 7의 다른 실시예를 나타낸 단면도, 도 9는 도 7의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도, 도 10은 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐를 위한 구동수단의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도, 도 11은 도 10의 동작 상태를 나타낸 단면도, 도 12는 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치의 절개 사시도이다.8 is a cross-sectional view showing another embodiment of Figure 7, Figure 9 is a cross-sectional view showing another embodiment of Figure 7, Figure 10 is a cross-sectional view showing another embodiment of the drive means for opening and closing the rotary door according to the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an operating state of FIG. 10 and FIG. 12 is a cutaway perspective view of a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus equipped with a rotatable door opening and closing device according to the present invention.

본 발명에 따른 회전형 도어 개폐장치(500)가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치는, 소정크기의 진공챔버(100)와, 상기 진공챔버 내에 구비되어 실리콘 원 소재를 수용하는 도가니(200)와, 상기 도가니 내의 실리콘 원 소재를 용융시키기 위해 열을 가하는 히터(220)와, 상기 도가니 하측으로 구비되는 써셉터(210), 상기 도가니 내에 용융된 실리콘을 성장시키기 위해 열을 방출시키는 냉각판(400)과, 상기 도가니와 냉각판 사이에 구비되어 실리콘 용융 또는 성장시키기 위해 열방출을 구속하는 도어 개폐장치(500)와, 상기 도가니의 온도를 측정하는 온도센서(300) 및 상기 온도센서의 출력값을 받아 도가니 내의 실리콘의 용융 및 균일한 성장이 이루어지도록 도가니 내의 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 태양전지용 다결정 실리콘 주괴 제조장치에 있어서, 상기 도어 개폐장치는 원형 구조에 소정간격을 두고 개방부가 형성된 제 1도어(510)와 제 2도어(520)로 구성되고, 상기 제 1도어와 제 2도어 간에 상대회전을 통해 개방부를 선택적으로 개폐하는 구동부(540)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus equipped with a rotatable door opening and closing device 500 according to the present invention, a vacuum chamber 100 of a predetermined size, a crucible 200 provided in the vacuum chamber to accommodate the raw material silicon, A heater 220 that applies heat to melt the silicon raw material in the crucible, a susceptor 210 provided below the crucible, and a cooling plate 400 that releases heat to grow silicon melted in the crucible. And a door opening and closing device 500 provided between the crucible and the cooling plate to constrain heat release to melt or grow silicon, a temperature sensor 300 for measuring the temperature of the crucible, and an output value of the temperature sensor. In the solar cell polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus comprising a control unit for controlling the temperature in the crucible so that the melting and uniform growth of the silicon in the crucible The door opening and closing device includes a first door 510 and a second door 520 in which a opening is formed at predetermined intervals in a circular structure, and the opening is selectively formed through relative rotation between the first door and the second door. Characterized in that it comprises a drive unit 540 for opening and closing.

진공챔버(100)의 내부는 소정의 공간부가 형성되며, 주괴 제조장치 대부분의 구성 요소들이 이 진공챔버(100) 내에 구비된다.Inside the vacuum chamber 100, a predetermined space is formed, and most components of the ingot manufacturing apparatus are provided in the vacuum chamber 100.

도가니(200)는 실리콘 원 소재를 수용하고 그 안에서 용융하기 위한 것으로, 진공챔버(100)의 중심에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 도가니(200)는 상부가 개방된 형태로, 이 상부를 개폐시키는 커버(미도시됨)를 따로 구비시켜도 무방하다. 도가니(crucible; 200)는 도면에도 도시된 바와 같이, 정육면체 형상으로 형성하는 것이 바람직하고, 석영으로 제조된다.The crucible 200 is for accommodating the silicon raw material and melting therein, and is preferably provided at the center of the vacuum chamber 100. The crucible 200 has an open top, and may have a cover (not shown) to open and close the top. As shown in the figure, the crucible 200 is preferably formed in a cube shape and is made of quartz.

한편, 상기 도가니(200)의 하측으로는 써셉터(suceptor ; 210)가 구비되는데, 이 써셉터는 상기 도가니(200)를 보호하는 역할을 한다. 상기 써셉터 재질은 열 전달이 우수한 카본 또는 흑연으로 이루어지는 것이 바람직하다.Meanwhile, a susceptor 210 is provided below the crucible 200, and the susceptor serves to protect the crucible 200. The susceptor material is preferably made of carbon or graphite excellent in heat transfer.

상기 써셉터(210)가 구비된 도가니의 하측을 제외하고는 도가니 둘레를 따라 히터(220)가 구비된다. 물론 상기 써셉터(210)의 하부에도 히터가 구비되어도 무방하나, 본 발명의 일실시예에서는 상기 히터(220)가 써셉터(210)의 상부 및 둘레에 만 구비된다. 이는 히터(220)를 써셉터(210)의 상부 및 둘레에만 구비시켜도 도가니(200) 내의 실리콘 원 소재를 용융시키는 것이 가능하기 때문이다.A heater 220 is provided along the circumference of the crucible except for the lower side of the crucible provided with the susceptor 210. Of course, although the heater may be provided at the lower portion of the susceptor 210, in one embodiment of the present invention, the heater 220 is provided only at the top and the circumference of the susceptor 210. This is because it is possible to melt the silicon raw material in the crucible 200 even if the heater 220 is provided only on the top and the circumference of the susceptor 210.

상기 히터는 앞에서도 언급한 바와 같이 도가니 내의 실리콘 원 소재를 용융시키기 위한 것으로, 실리콘 원 소재 용융점은 약 1423도이다. 히터의 전력 제어방식에는 일예로, 히터에 인가되는 전압 펄스의 듀티비를 제어하는 방식 또는 히터에 인가되는 전압 펄스의 주기를 제어하는 방식 등으로 작동시킬 수 있다.As mentioned above, the heater is for melting the silicon raw material in the crucible, and the silicon raw material melting point is about 1423 degrees. For example, the power control method of the heater may be operated by a method of controlling a duty ratio of a voltage pulse applied to the heater or a method of controlling a period of the voltage pulse applied to the heater.

물론 이러한 온도 측정은 온도센서(300)에 의해 이루어진다. 이 온도센서를 주괴 제조장치에 다수개 구비될 수 있으며, 바람직한 예로 상기 히터와 도가니에 설치하여 그 온도를 측정한다.Of course, such a temperature measurement is made by the temperature sensor 300. The temperature sensor may be provided in plural ingot manufacturing apparatuses, and the temperature is measured by installing the heater and the crucible as an example.

한편, 상기 도가니의 하측에 구비된 써셉터 하측으로는 용융 실리콘을 성장시키기 위한 냉각판(400)이 구비되고, 이 냉각판과 써셉터 사이에는 도어 개폐장치(500)가 구비된다. 즉 도어 개폐장치의 도어 개방으로 상기 냉각판(400)에 의해 도가니 내의 용융 실리콘이 성장하는 것이다.Meanwhile, a cooling plate 400 for growing molten silicon is provided below the susceptor provided below the crucible, and a door opening and closing device 500 is provided between the cooling plate and the susceptor. That is, molten silicon in the crucible grows by the cooling plate 400 by the door opening of the door opening and closing device.

상기 냉각판(400)은 일예로 내측에 냉매 통로가 형성되고, 이 냉매 통로를 따라 냉매가 이동하여 차가워진 냉각판이 도가니 열을 방출시킨다.For example, the cooling plate 400 has a coolant path formed therein, and the coolant plate that cools by moving the coolant along the coolant path releases the crucible heat.

상술한 바와 같이 구성되는 다결정 실리콘 주괴 제조장치의 개략적인 구성은 본 출원인이 출원한 태양전지용 다결정 실리콘 주괴 제조장치(대한민국 출원번호 : 10-2007-0006218)에 상세히 설명되어 있음으로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The schematic configuration of the polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus configured as described above is described in detail in the polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus for solar cells (Korea application number: 10-2007-0006218) filed by the applicant of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted. Shall be.

상기 도어 개폐장치(500)는 본 발명에 따른 주요 기술적 요지로써, 일정간격으로 개방부가 형성된 제 1도어(510)와 제 2도어(520)가 상/하 위치하여 구비되고, 도어 회전에 따라 개방부를 일정반경 개방시켜 도어 개폐장치 하측에 구비된 냉각판(400)을 도가니와 직접적으로 노출시킴으로써 실리콘 성장(응고)을 위한 열방출을 실시한다.The door opening and closing device 500 is a main technical gist of the present invention. The first door 510 and the second door 520 having the openings are provided at upper and lower positions at regular intervals, and are opened by rotating the door. Opening a certain radius to expose the cooling plate 400 provided on the lower side of the door opening and closing device with the crucible to perform heat dissipation for silicon growth (solidification).

이하, 본 발명에 따른 도어 개폐장치(500)를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the door opening and closing device 500 according to the present invention will be described in detail.

제 1도어(510)와 제 2도어(520)는 방사상 구조를 가지는 것으로, 원형 또는 다각형 형태의 구조에서 방사상 모양으로 개방부가 형성된다. 이러한 형태의 구조로 제 1도어와 제 2도어가 동일하게 구비되고, 회전에 따라 제 1, 2도어의 개방부를 일치 또는 특정 각도만큼만 일치시킨 후 동시에 회전하면서 열방출을 실시한다. 여기서 개방부를 특정 각도만큼 개방크기를 결정하는 것은 흡열양을 적절히 조절하기 위함에 있다.The first door 510 and the second door 520 have a radial structure, and the opening is formed in a radial shape in a circular or polygonal structure. In this structure, the first door and the second door are provided in the same manner, and according to the rotation, the first and second doors are coincident or coincide with each other only by a specific angle, and the heat is released while simultaneously rotating. The determining the opening size of the opening by a specific angle is to properly adjust the endothermic amount.

또한, 상기 제 1도어와 제 2도어를 구동시키기 위한 구동부(540)의 다양한 실시예를 설명하기로 한다.In addition, various embodiments of the driving unit 540 for driving the first door and the second door will be described.

도 6은 본 발명에 따른 도어 개폐장치(500)의 일실시예로 구동부(540)의 구조를 나타낸 것으로, 이는 제 1도어를 구동시키는 제 1구동모터(541)와 제 2도어를 구동시키는 제 2구동모터(542)를 구비한다. 여기서 각각의 도어와 구동모터는 중공형의 제 1중공축과 제 2중공축으로 구동력을 전달한다.6 illustrates a structure of the driving unit 540 as an embodiment of the door opening and closing apparatus 500 according to the present invention, which is a first driving motor 541 for driving the first door and a second door for driving the second door. A two drive motor 542 is provided. Here, each door and the driving motor transmits a driving force to the hollow first hollow shaft and the second hollow shaft.

도시된 바와 같이 제 1중공축은 제 1도어와 연결되며, 제 2중공축은 제 2도어와 연결된다. 이때 상기 제 1중공축은 제 2중공축의 중공 내부로 삽입된 구조를 가지며, 그 사이로는 원활한 회전을 위하여 베어링(미부호)과 같은 부품이 구성될 수 있다. 이와 더불어 상기 제 2중공축의 외측으로도 원활한 회전을 도모하기 위하여 베어링이 설치되는 것이 바람직하다.As shown, the first hollow shaft is connected to the first door, and the second hollow shaft is connected to the second door. In this case, the first hollow shaft has a structure inserted into the hollow inside of the second hollow shaft, and a component such as a bearing (unsigned) may be configured therebetween for smooth rotation. In addition, it is preferable that a bearing is installed in order to achieve smooth rotation even outside the second hollow shaft.

이때, 상기 구동모터의 연결구조를 살펴보면, 제 2중공축 내부에 삽입 결합된 제 1중공축의 구조적 특성에 따라 제 1구동모터(541)가 제 1중공축(511)에 직접 연결되며, 제 2구동모터(542)는 구동벨트나 체인벨트 등 구동전달수단을 이용하여 일측에서 제 2중공축(521)으로 구동력을 전달하여 준다. 이러한 구동부의 메커니즘은 당업자라면 얼마든지 용이하게 변경할 수 있다.In this case, referring to the connection structure of the driving motor, the first driving motor 541 is directly connected to the first hollow shaft 511 according to the structural characteristics of the first hollow shaft inserted into the second hollow shaft. The drive motor 542 transmits a driving force from one side to the second hollow shaft 521 by using a drive transmission means such as a drive belt or a chain belt. The mechanism of such a drive can be easily changed by those skilled in the art.

이와 같이 구성되는 도어 개폐장치의 동작원리를 살펴보면, 실리콘 원 소재를 도가니 내에서 용융시킬 때에는 제 1도어와 제 2도어의 개방부가 엇갈려진 채(닫혀진 상태)에서 용융이 이루어지며 용융된 실리콘을 다결정으로 성장시키고자 할 때에는 구동부를 동작시켜 제 1도어 또는 제 2도어를 회전시켜 개방부가 서로 특정 개방 각도를 가지도록 일정량 회전시킨다.Referring to the operation principle of the door opening and closing device configured as described above, when the silicon raw material is melted in the crucible, melting is performed while the openings of the first door and the second door are crossed (closed state), and the molten silicon is polycrystalline. In order to grow, the driving unit is operated to rotate the first door or the second door to rotate a predetermined amount so that the openings have a specific opening angle to each other.

그러면 도어 개폐장치 하측에 구비된 냉각판(400)에 의해 열방출을 실시하면서 실리콘이 성장하게 된다. 또한, 제 1도어와 제 2도어의 개방부가 일치되어 실리콘 성장이 시작되면 그 상태에서 1도어와 2도어를 동시에 회전시키면서 성장을 시키면 도가니 하부측의 열적 평형상태를 유지하면서 아래쪽부터 서서히 냉각시킨다.Then, the silicon is grown while performing heat dissipation by the cooling plate 400 provided under the door opening and closing device. In addition, if the openings of the first door and the second door coincide with each other and the silicon growth starts, the growth of the first door and the second door while simultaneously rotating the first door and the second door is gradually cooled from the bottom while maintaining the thermal equilibrium of the lower side of the crucible.

한편, 상기 제 1, 2구동모터에는 엔코더(encoder ; 560)와 같은 회전 위치 검출 수단을 더 구비할 수 있다. 상기 엔코더는 각 도어 간의 개방각도 조절을 위하여 회전량을 검출하거나 도어의 전체 회전에서 적정한 회전량을 검출하여 제어하 기 위해 구비된다.The first and second driving motors may further include a rotation position detecting unit such as an encoder 560. The encoder is provided to detect the amount of rotation for adjusting the opening angle between the doors or to detect and control an appropriate amount of rotation in the entire rotation of the door.

도 7은 본 발명에 따른 추가적인 실시예로 구동부의 구조를 이용하여 도가니 하측에 구비된 써셉터(210)를 지지하는 구조를 나타낸다. 상기 써셉터의 중앙은 하중이 가장 많이 가해지기 때문에 처짐이 발생할 수 있다. 따라서 상기 제 1중공축에 연장 형성되게 지지축(530)을 추가적으로 구비하여 써셉터의 중앙을 지지하는 구조를 가진다. 여기서 상기 지지축(530)은 써셉터와 접하는 그 끝단으로 베어링(512)을 구비하여 상기 제 1중공축이 회전할 때 상기 베어링에 의해 마찰력 없이 원활하게 회전하도록 도와준다.FIG. 7 illustrates a structure for supporting the susceptor 210 provided below the crucible by using the structure of the driving unit in a further embodiment according to the present invention. At the center of the susceptor, deflection may occur because the load is most applied. Therefore, it has a structure for supporting the center of the susceptor by additionally provided with a support shaft 530 to extend to the first hollow shaft. Here, the support shaft 530 has a bearing 512 at its end contacting the susceptor to help smoothly rotate without friction by the bearing when the first hollow shaft rotates.

이에 다른 실시예로 도 8의 도시는 지지축(530)을 구비하되, 이것은 상기 제 1중공축과 분할 구성되고 써셉터와 접하는 일단은 써셉터와 고정되는 등 회전에 따른 마찰 없이 고정 설치되고, 지지축의 타단이 회전하는 제 1중공축과 접하도록 구성하여 여기에 베어링을 설치하는 구조를 제안한다.8 is provided with a support shaft 530, which is divided with the first hollow shaft and one end contacting the susceptor is fixed without friction due to rotation, such as being fixed with the susceptor. It proposes a structure in which the other end of the support shaft is in contact with the rotating first hollow shaft to install a bearing therein.

도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로써, 앞서 언급한 지지축이 제 1중공축 선상에 구비되지 않고 별도로 구비되어 제 1중공축 중공 내부를 관통하여 상기 써셉터를 지지하는 구조를 가진다.FIG. 9 is a further embodiment according to the present invention, in which the above-described support shaft is not provided on the first hollow shaft line and is provided separately to support the susceptor through the inside of the first hollow shaft hollow.

상기 지지축은 일단은 써셉터를 지지하며 제 1중공축의 중공을 관통하여 타단은 외부 구조물에 지지되도록 구성한다. 이때 상기 제 1중공축과 지지축은 사이에는 원활한 회전과 더불어 위치를 지지하기 위하여 베어링이 구비될 수 있다.The support shaft is configured to support one end of the susceptor and to pass through the hollow of the first hollow shaft so that the other end thereof is supported by the external structure. In this case, a bearing may be provided between the first hollow shaft and the support shaft to support the position with smooth rotation.

도 10과 도 11은 본 발명에 따른 구동부의 또 다른 실시예로, 이것은 하나의 구동모터와 실린더를 이용하여 구동하는 구조를 가지며, 실린더와 구동모터의 동작 을 통해 2개의 도어를 구동시키는 방법을 제안한다.10 and 11 are still another embodiment of the drive unit according to the present invention, which has a structure for driving by using one drive motor and a cylinder, and a method of driving two doors through the operation of the cylinder and the drive motor. Suggest.

우선, 앞서 언급한 바와 같이 제 1중공축과 제 2중공축을 구비하되, 상기 제 1중공축은 제 1도어와 연결되지 않으며 연장 형성되어 써셉터를 지지한다. 제 1중공축의 중공 내부는 실린더와 연결되어 상/하 유동하는 샤프트가 관통하고 있으며, 샤프트 끝단에는 상기 제 1도어를 받쳐서 상/하 이송시키기 위한 플레이트(552)가 구비된다. 이때 상기 플레이트 위치에 대응하는 제 1중공축의 양측은 결합홀(531)이 구비되어 상기 플레이트는 결합홀을 통해 외측으로 돌출되어 있다.First, as described above, a first hollow shaft and a second hollow shaft are provided, and the first hollow shaft is not connected to the first door and is extended to support the susceptor. The hollow inside of the first hollow shaft is connected to the cylinder and the shaft flowing up and down penetrates, and the shaft end is provided with a plate 552 for supporting the first door to move up and down. At this time, both sides of the first hollow shaft corresponding to the plate position is provided with a coupling hole 531 so that the plate protrudes outward through the coupling hole.

제 2중공축은 앞서 설명한 실시예와 같이 제 2도어와 연결되어 제 2도어를 회전시키는 역할은 동일하다.As described above, the second hollow shaft is connected to the second door to rotate the second door.

한편, 상기 제 2도어의 회전에 따라 제 1도어가 연동할 수 있도록 제 1, 2도어에는 각각 걸림부(522)가 구비되어 있다. 상기 걸림부는 제 1도어가 제 2도어에 안착하면 걸림부가 서로 걸림되어 제 2도어의 회전에 따라 제 1도어 함께 회전할 수 있도록 제공하기 위한 것이다. Meanwhile, the locking parts 522 are provided at the first and second doors so that the first doors may interlock as the second door rotates. The locking part is provided to allow the first door to rotate together with the first door according to the rotation of the second door when the first door is seated on the second door.

상기 걸림부의 동작원리는 살펴보면, 우선 도어가 폐쇄된 상태에서 실리콘 성장을 위해 열방출을 필요로 하면, 실린더가 상향 조작되면서 샤프트에 연결된 플레이트는 제 1도어를 상부측으로 들려 올린다. 제 1도어가 올려진 상태에서 제 1구동모터가 제 2도어를 일정반경 회전시킴에 따라 제 1도어와 제 2도어의 걸림부가 서로 걸림되므로 제 1 도어와 제 2 도어의 위치를 특정할 수 있는 준비 상태가 된다. 그 다음, 제 2도어를 역방향으로 원하는 각도만큼 회전시키면 제 1도어와 제 2 도어의 개폐 각도는 원하는 만큼 특정되게 된다.Looking at the operation principle of the engaging portion, first, if the heat is required for the silicon growth in the state that the door is closed, the plate connected to the shaft while the cylinder is operated upward lifts the first door to the upper side. As the first driving motor rotates the second door by a predetermined radius while the first door is raised, the locking portions of the first door and the second door are engaged with each other, so that the positions of the first door and the second door can be specified. You are ready. Then, when the second door is rotated by the desired angle in the reverse direction, the opening and closing angles of the first door and the second door are specified as desired.

그 후 제 1도어를 받치고 있던 플레이트는 실린더의 하향 구동에 의해 다시 1도어를 제 2도어에 올려놓는다. 이와 같이 제 1도어가 제 2도어에 얹혀진 상태에서 제 1도어는 제 2도어의 회전에 구속되어, 상기 도어 열림 동작에 의해 특정화된 제 2도어와의 상대 각도를 유지한 채 회전하게 된다.After that, the plate supporting the first door is placed on the second door again by the downward driving of the cylinder. As described above, the first door is constrained by the rotation of the second door in the state where the first door is placed on the second door, and rotates while maintaining the relative angle with the second door specified by the door opening operation.

도어 폐쇄는 다시 실린더에 의해 제 1도어를 제 2도어로부터 상향 이동하여 해제시키고 제 2도어를 소정반경 회전시켜 개방된 각도만큼 역방향으로 회전시킨 후 다시 제 1도어를 하향 이동시키면 개방부 개방이 해제되는 것이다.The door is closed again by moving the first door upward from the second door by the cylinder, and rotating the second door in a reverse direction by the opening angle by rotating the second door, and then moving the first door downward again to release the opening. Will be.

이와 같이 구성되는 본 발명은, 회전형 도어 개폐장치를 적용하여 열적 불평형도를 해소하여 실리콘 성장의 결점을 해소할 수 있는 장점이 있고, 회전형 개폐장치의 구조적 특징에 따라 주괴 제조장치의 전체 크기를 낮출 수 있는 효과가 있다.The present invention configured as described above has the advantage of eliminating the defects of silicon growth by eliminating thermal inequality by applying the rotary door opening and closing device, and the overall size of the ingot manufacturing apparatus according to the structural features of the rotary opening and closing device. It has the effect of lowering.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. While the invention has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the principles of the invention, the invention is not limited to the construction and operation as shown and described.

오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Rather, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.

도 1 내지 도 3은 종래기술에 따른 태양전지용 주괴 제조장치의 개략적인 절개 사시도,1 to 3 is a schematic cutaway perspective view of the apparatus for producing ingots for solar cells according to the prior art;

도 4는 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐장치의 개방 전 상태를 나타낸 사시도,Figure 4 is a perspective view showing a state before opening of the rotary door opening and closing device according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐장치의 개방 후 상태를 나타낸 상태도,Figure 5 is a state diagram showing a state after the opening of the rotary door opening and closing apparatus according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐를 위한 구동수단의 일실시예를 나타낸 단면도,Figure 6 is a cross-sectional view showing an embodiment of the drive means for opening and closing the rotary door according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐를 위한 구동수단의 다른 실시예를 나타낸 단면도,Figure 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the drive means for opening and closing the rotary door according to the present invention,

도 8은 도 7의 다른 실시예를 나타낸 단면도,8 is a cross-sectional view showing another embodiment of FIG.

도 9는 도 7의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,9 is a sectional view showing another embodiment of FIG.

도 10은 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐를 위한 구동수단의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도,10 is a cross-sectional view showing another embodiment of the drive means for opening and closing the rotary door according to the present invention;

도 11은 도 10의 동작 상태를 나타낸 단면도,11 is a cross-sectional view showing an operating state of FIG. 10;

도 12는 본 발명에 따른 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치의 절개 사시도.12 is a cutaway perspective view of a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus equipped with a rotary door opening and closing device according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 진공챔버 200 : 도가니100: vacuum chamber 200: crucible

210 : 써셉터 220 : 히터210: susceptor 220: heater

300 : 온도센서 400 : 냉각판300: temperature sensor 400: cooling plate

500 : 도어 개폐장치 510 :제 1도어500: door opening and closing device 510: first door

511 : 제 1중공축 512 : 베어링511: first hollow shaft 512: bearing

513 : 걸림부 520 : 제 2도어513: engaging portion 520: second door

521 : 제 2중공축 522 : 걸림부521: second hollow shaft 522: locking portion

530 : 지지축 531 : 결합홀530: support shaft 531: coupling hole

540 : 구동부 541 : 제 1구동모터540: drive unit 541: first drive motor

542 : 제 2구동모터 550 : 이송수단542: second drive motor 550: transfer means

551 : 샤프트 552 : 플레이트551: shaft 552: plate

560 : 엔코더560: encoder

Claims (11)

소정크기의 진공챔버와, 상기 진공챔버 내에 구비되어 실리콘 원 소재를 수용하는 도가니와, 상기 도가니 내의 실리콘 원 소재를 용융시키기 위해 열을 가하는 히터와, 상기 도가니 하측으로 구비되는 써셉터, 상기 도가니 내에 용융된 실리콘 결정을 성장시키기 위해 열을 방출시키는 냉각판과, 상기 도가니와 냉각판 사이에 구비되어 열방출을 구속하는 도어 개폐장치와, 상기 도가니의 온도를 측정하는 온도센서 및 상기 온도센서의 출력값을 받아 도가니 내의 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 다결정 실리콘 주괴 제조장치에 있어서,A vacuum chamber of a predetermined size, a crucible provided in the vacuum chamber to receive a silicon raw material, a heater applying heat to melt the silicon raw material in the crucible, a susceptor provided below the crucible, and the crucible in the crucible A cooling plate for dissipating heat to grow molten silicon crystals, a door opening and closing device provided between the crucible and the cooling plate to restrict heat release, a temperature sensor for measuring the temperature of the crucible, and an output value of the temperature sensor In the polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus comprising a control unit for receiving a temperature to control the temperature in the crucible, 상기 도어 개폐장치는 소정간격을 두고 개방부가 형성된 제 1도어와 제 2도어;로 구성되어 열방출을 제어하고, The door opening and closing device is composed of a first door and a second door formed with an opening at a predetermined interval to control heat dissipation, 상기 제 1도어와 제 2도어 간에 상대회전을 통해 개방부를 선택적으로 개폐하는 구동부;를 포함하며,And a driving unit to selectively open and close the opening through relative rotation between the first door and the second door. 상기 제 1도와 제 2도어는 임의의 각도만큼 개방부 개방을 조절하여 흡열량 조절이 가능하도록 제어하는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치.The first and second doors are polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having a rotatable door opening and closing device for controlling the endothermic amount by controlling the opening of the opening by any angle. 제 1항에 있어서, 상기 구동부는,The method of claim 1, wherein the driving unit, 상기 제 1도어와 제 2도어를 각각 회전시키는 제 1구동모터와 제 2구동모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치.And a first driving motor and a second driving motor for rotating the first door and the second door, respectively. 제 2항에 있어서, 상기 제 1도어와 제 2도어는,The method of claim 2, wherein the first door and the second door, 상기 제 1구동모터와 제 2구동모터와 각각 제 1중공축과 제 2중공축에 결합되어 회전하며,It is coupled to the first driving motor and the second driving motor and the first hollow shaft and the second hollow shaft, respectively, 상기 제 2중공축은 제 1중공축의 중공에 삽입 구비되고,The second hollow shaft is inserted into the hollow of the first hollow shaft, 상기 제 1중공축은 상기 써셉터 하부를 지지하는 지지축이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치.The first hollow shaft is a polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having a rotatable door opening and closing device further comprising a support shaft for supporting the susceptor bottom. 제 3항에 있어서, 상기 지지축은,The method of claim 3, wherein the support shaft, 상기 제 1중공축이 연장 형성되어 구비되며, 상기 써셉터와 접하는 곳으로 베어링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치.The first hollow shaft extends and is provided, the polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus having a rotary door opening and closing device characterized in that the bearing is further provided in contact with the susceptor. 제 3항에 있어서, 상기 지지축은,The method of claim 3, wherein the support shaft, 별도로 구비되며, 상기 제 1중공축과 접하는 곳으로 베어링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치.Separately provided, the polycrystalline silicon ingot manufacturing apparatus with a rotary door opening and closing device characterized in that the bearing is further provided in contact with the first hollow shaft. 제 3항에 있어서, 상기 지지축은,The method of claim 3, wherein the support shaft, 상기 제 1중공축의 중공을 관통하여 구비되되, 별도로 외부에 고정 되어 구비되는 것을 특징으로 하는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치.A device for manufacturing a polycrystalline silicon ingot provided with a rotatable door opening and closing device, which is provided to penetrate through the hollow of the first hollow shaft and is separately fixed to the outside. 제 1항에 있어서, 상기 구동부는,The method of claim 1, wherein the driving unit, 상기 제 1도어를 상/하 이송시키는 샤프트를 포함하는 이송수단;A transfer means including a shaft configured to transfer the first door up and down; 상기 제 2도어를 회전시키는 구동모터; 및A drive motor to rotate the second door; And 상기 제 2도어의 회전에 따라 제 1도어를 연동시키기 위해 제 1도어와 제 2도어에 각각 형성되어 걸림 고정되는 걸림부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치.Polycrystalline crystal with a rotatable door opening and closing device, characterized in that it comprises a; engaging portion which is formed and fixed to each of the first door and the second door to interlock the first door according to the rotation of the second door; Silicon ingot manufacturing equipment. 제 7항에 있어서, 상기 샤프트는,The method of claim 7, wherein the shaft, 상기 써셉터를 지지하기 위해 구비되는 중공형 지지축의 중공에 삽입 결합되고, 제 1도어를 상기 이송수단에 의해 상/하 이송시키기 위해 상기 샤프트 끝단으로 플레이트가 구비되며, 상기 플레이트는 상기 중공형 지지축에 형성된 결합홀에 결합되어 상/하 이송에 따라 상기 제 1도어를 이송시키는 것을 특징으로 하는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치.It is inserted into the hollow of the hollow support shaft provided to support the susceptor, the plate is provided at the end of the shaft for conveying the first door up / down by the transfer means, the plate is the hollow support A device for manufacturing a polycrystalline silicon ingot having a rotatable door opening and closing device coupled to a coupling hole formed in a shaft to transfer the first door according to up / down transfer. 제 1항에 있어서, 상기 구동부는,The method of claim 1, wherein the driving unit, 상기 제 1도어와 제 2도어의 회전량을 검출하기 위한 엔코더를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 회전형 도어 개폐장치가 구비된 다결정 실리콘 주괴 제조장치.And an encoder for detecting rotation amounts of the first door and the second door. 삭제delete 삭제delete
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101336748B1 (en) * 2011-04-14 2013-12-04 주식회사 글로실 Polycrystalline ingot growth equipment
FR2980489B1 (en) * 2011-09-28 2014-09-19 Ecm Technologies CRYSTAL DIRECTED SOLIDIFICATION OVEN
KR101308318B1 (en) * 2011-11-10 2013-09-17 주식회사 엘지실트론 Epitaxial reactor and apparatus sustaining susceptor for epitaxial reactor
US9493357B2 (en) 2011-11-28 2016-11-15 Sino-American Silicon Products Inc. Method of fabricating crystalline silicon ingot including nucleation promotion layer
ITTO20130258A1 (en) * 2013-03-28 2014-09-29 Saet Spa DEVICE AND METHOD TO PRODUCE A BLOCK OF MULTICRISTALLINE MATERIAL, IN PARTICULAR SILICON, USING DIRECTIONAL SOLIDIFICATION
GB201319671D0 (en) 2013-11-07 2013-12-25 Ebner Ind Ofenbau Controlling a temperature of a crucible inside an oven
KR101837159B1 (en) 2015-11-16 2018-04-19 주식회사 한국열기술 Melting furnace having opening and closing apparatus and control method thereof
FR3081173B1 (en) * 2018-05-17 2020-05-29 Ecm Greentech SOLIDIFICATION OVEN DIRECTED BY CRYSTALS
KR102557909B1 (en) * 2021-05-31 2023-07-21 (주)지에스엠 Apparatus for manufacturing poly crystaline silicon ingot having on-off rotating plate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100852686B1 (en) * 2007-01-19 2008-08-19 주식회사 글로실 Apparatus for manufacturing poly crystaline silicon ingot for solar battery
JP2009533288A (en) * 2006-04-14 2009-09-17 ジョンソンディバーシー・インコーポレーテッド Sealing device for weighing and feeding

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0446099A (en) * 1990-06-12 1992-02-17 Nippon Steel Corp Pulling up device for silicon single crystal body
JP3520957B2 (en) * 1997-06-23 2004-04-19 シャープ株式会社 Method and apparatus for manufacturing polycrystalline semiconductor ingot
JP3428624B2 (en) * 1998-06-12 2003-07-22 三菱住友シリコン株式会社 Silicon single crystal pulling method
JP2001163697A (en) * 1999-12-10 2001-06-19 Sumitomo Metal Ind Ltd Method of recovering quartz crucible after growing single crystal and device for growing cz-single crystal
JP4444482B2 (en) * 2000-10-31 2010-03-31 三菱マテリアル株式会社 Crystalline silicon production equipment
JP4444483B2 (en) * 2000-10-31 2010-03-31 三菱マテリアル株式会社 Crystalline silicon production equipment
JP3846285B2 (en) * 2001-11-26 2006-11-15 三菱マテリアル株式会社 Crystal manufacturing apparatus and crystal manufacturing method
JP4000898B2 (en) * 2002-05-09 2007-10-31 株式会社デンソー Hydrogen supply device
KR200411950Y1 (en) * 2006-01-09 2006-03-21 박달재 Pan for computer with automatic door
JP2007332022A (en) * 2006-06-13 2007-12-27 Young Sang Cho Apparatus for producing polycrystalline silicon ingot
KR100861412B1 (en) * 2006-06-13 2008-10-07 조영상 Manufacturing equipment for poly silicon ingot
CN101165226A (en) * 2007-08-23 2008-04-23 浙江精工科技股份有限公司 Thermal field energy-saving synergistic device for polycrystalline silicon ingot casting furnace
KR100955221B1 (en) * 2007-10-05 2010-04-29 주식회사 글로실 Apparatus for manufacturing poly crystaline silicon ingot for solar battery having door open/close device using hinge

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009533288A (en) * 2006-04-14 2009-09-17 ジョンソンディバーシー・インコーポレーテッド Sealing device for weighing and feeding
KR100852686B1 (en) * 2007-01-19 2008-08-19 주식회사 글로실 Apparatus for manufacturing poly crystaline silicon ingot for solar battery

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