專利名稱：多晶硅晶體生長爐熱場結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型的多晶硅晶體生長爐熱場結構，屬太陽能光伏設備制造技術領域。
背景技術：
多晶硅晶體生長爐是將硅原料經過加熱、長晶、退火等工藝使硅定向凝固，通過控制熱場的溫度變化形成單方向的熱流，從而形成定向的柱狀晶體。目前在國內外普遍采用的定向凝固生長方法是熱交換法。實現熱交換法主要有兩種結構，一種是熱場采用四周加熱或四周與頂部同時加熱，在晶體定向凝固開始時，通過保溫屏的向上移動，長晶器底部開始降溫，使硅融體形成晶體向上生長，這種生長方法在保溫屏打開時造成熱能損耗較大，熱效率不高。另一種熱場是采用頂部和底部加熱器，在晶體定向凝固開始時，底部加熱器功率加大(以減小下部溫度急劇下降)，同時熱門快速全部打開，這種生長方法在熱門全部打開時同樣造成熱能損耗較大，而且無法形成長晶的熱壁效應，不利于硅融體的內部排雜。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種降低了熱能損耗，同時有利于晶體單向生長，從而提高晶體的生長質量，縮短晶體生長周期的多晶硅晶體生長爐熱場結構。本實用新型要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的。一種多晶硅晶體生長爐熱場結構，它包括由上保熱屏、側保溫屏和保溫底板構成的固定保溫屏，在固定保溫屏內設有長晶器、坩堝和加熱器；其特點是在保溫底板的下部設有熱門，在熱門下部連接設有熱交換器，熱門上還連接設有熱門開啟裝置。本實用新型所述的熱門開啟裝置是用于打開熱門的，因此，現有技術中任何可以用于打開熱門的裝置均可以用于本實用新型。優選使用本實用新型所公開的熱門開啟裝置。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現。以上所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特點是所述的熱門由若干塊門體對稱設置，每塊門體均與熱門開啟裝置連接。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現。以上所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特點是所述的熱門由4塊門體呈中心對稱設在保溫底板的下部。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現。以上所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特點是所述的熱門由2塊門體呈左右對稱設在保溫底板的下部。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現。以上所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特點是所述的熱門開啟裝置包括連接在一塊門體上的
3電動推桿，電動推桿通過連動裝置與另一塊門體連接。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現。以上所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特點是所述的熱交換器的周圍設有保溫層，在熱交換器內部設有冷卻水管道，在熱交換器上還設有與冷卻水管道連通的進水管和出水管。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現。以上所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特點是所述的加熱器設在坩堝的四周，或者設在坩堝的四周及頂部。所述的加熱器可以采用現有技術中公開的任何一種加熱方式進行加熱。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現。以上所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特點是所述的熱門開啟裝置包括電機，電機通過傳動機構與轉軸連接，轉軸上連接設有曲柄和導軌，導軌上設有連桿銷，曲柄與連桿連接，連桿與熱門分別連接在連桿銷上。本實用新型要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現。以上所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特點是所述的熱門開啟裝置為連接在熱門上的電動推桿。本實用新型使用時，采用固定保溫屏保溫，使用加熱器對硅料加熱，用加熱器對硅料加熱，通過熱門開度大小的調節來控制熱場的溫度變化，使被溶化的硅料形成凸形固液界面實現長晶，進行定向生長柱狀晶體，有效地減少硅熔體四周冷熱量的能量交換，降低了熱能損耗，同時有利于晶體單向生長，從而提高晶體的生長質量，縮短晶體生長周期。同時由于保溫屏是固定的密閉結構，熱門在打開的過程中，坩堝周圍的熱量與下部四周的熱量沒有進行熱交換，從而降低了熱能損耗，縮短了晶體生長周期。
圖1為本實用新型的一種結構示意圖(熱門打開狀態)。圖2為本實用新型的另一種結構示意圖。圖3為本實用新型的又一種結構示意圖。圖4為本實用新型的再一種結構示意圖。
具體實施方式
以下參照附圖，進一步描述本實用新型的具體技術方案，以便于本領域的技術人員進一步地理解本發明。本實用新型所述的實施例是示例性的，以下的實施例僅用于解釋本發明，而不能用于對本發明的限制。實施例1。參照圖1。一種新型的多晶硅晶體生長爐熱場結構，它包括由上保熱屏 7、側保溫屏9和保溫底板11構成的固定保溫屏，在固定保溫屏內設有長晶器10、坩堝5和加熱器(4，6);在保溫底板11的下部設有熱門2，在熱門2下部連接設有熱交換器1，熱門2 上還連接設有熱門開啟裝置。該新型多晶硅晶體生長爐熱場結構在加熱工況下，加熱器(4、6)按照生產配方要求進行加熱，熱門2處于關閉狀態；在長晶工況下，熱門2通過熱門開啟裝置按照生產配方要求漸漸打開，啟動熱交換器1，將長晶器10下部的熱量帶走，形成硅融體所需的溫度梯度，從而實現晶體的單向生長。[0022]硅錠的進出料可以通過上下二種方式進行一種是上部進出料法，通過上保溫屏 7上連接的吊耳8打開固定保溫屏，并且加熱器(4、6)—起移動，將硅錠取出。另一種是下部進出料法，通過下降坩堝5、長晶器10、保溫底板11、熱門2，將硅錠取出。實施例2。參照圖1-4。實施例1所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構中所述的熱門2由若干塊門體對稱設置，每塊門體均與熱門開啟裝置連接。實施例3。參照圖1。實施例2所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構中所述的熱門 2由4塊門體呈中心對稱設在保溫底板11的下部。實施例4。參照圖2-4。實施例2所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構中所述的熱門2由2塊門體呈左右對稱設在保溫底板11的下部。實施例5。參照圖3。實施例4所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構中所述的熱門開啟裝置包括連接在一塊門體上的電動推桿21，電動推桿21通過連動裝置20與另一塊門體連接。實施例6。參照圖1-4。實施例1-5任何一項所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構中所述的熱交換器1的周圍設有保溫層12，在熱交換器1內部設有冷卻水管道，在熱交換器1上還設有與冷卻水管道連通的進水管16和出水管18。實施例7。參照圖1-4。實施例1-6任何一項所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構中所述的加熱器(4，6)設在坩堝5的四周，或者設在坩堝5的四周及頂部。實施例8。參照圖1-2。實施例1-4、6_7任何一項所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構中所述的熱門開啟裝置包括電機19，電機19通過傳動機構與轉軸17連接，轉軸17上連接設有曲柄15和導軌3，導軌3上設有連桿銷13，曲柄15與連桿14連接，連桿14與熱門2分別連接在連桿銷13上。實施例9。參照圖3-4。實施例1-4、6_7任何一項所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構中所述的熱門開啟裝置為連接在熱門2上的電動推桿21。
權利要求1.一種多晶硅晶體生長爐熱場結構，它包括由上保熱屏、側保溫屏和保溫底板構成的固定保溫屏，在固定保溫屏內設有長晶器、坩堝和加熱器；其特征在于在保溫底板的下部設有熱門，在熱門下部連接設有熱交換器，熱門上還連接設有熱門開啟裝置。
2.根據權利要求1所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特征在于所述的熱門由若干塊門體對稱設置，每塊門體均與熱門開啟裝置連接。
3.根據權利要求2所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特征在于所述的熱門由4 塊門體呈中心對稱設在保溫底板的下部。
4.根據權利要求2所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特征在于所述的熱門由2 塊門體呈左右對稱設在保溫底板的下部。
5.根據權利要求4所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特征在于所述的熱門開啟裝置包括連接在一塊門體上的電動推桿，電動推桿通過連動裝置與另一塊門體連接。
6.根據權利要求1所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特征在于所述的熱交換器的周圍設有保溫層，在熱交換器內部設有冷卻水管道，在熱交換器上還設有與冷卻水管道連通的進水管和出水管。
7.根據權利要求1所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特征在于所述的加熱器設在坩堝的四周，或者設在坩堝的四周及頂部。
8.根據權利要求1-4、6-7任何一項所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特征在于 所述的熱門開啟裝置包括電機，電機通過傳動機構與轉軸連接，轉軸上連接設有曲柄和導軌，導軌上設有連桿銷，曲柄與連桿連接，連桿與熱門分別連接在連桿銷上。
9.根據權利要求1-4、6-7任何一項所述的多晶硅晶體生長爐熱場結構，其特征在于 所述的熱門開啟裝置為連接在熱門上的電動推桿。
專利摘要本實用新型是一種多晶硅晶體生長爐熱場結構，它包括由上保熱屏、側保溫屏和保溫底板構成的固定保溫屏，在固定保溫屏內設有長晶器、坩堝和加熱器；其特點是在保溫底板的下部設有熱門，在熱門下部連接設有熱交換器，熱門上還連接設有熱門開啟裝置。本實用新型通過熱門開度大小的調節來控制熱場的溫度變化形成單向垂直的溫度梯度，進行定向生長柱狀晶體，有效的減少硅熔體四周冷熱量的能量交換，降低了熱能損耗，同時有利于晶體單向生長，從而提高晶體的生長質量，縮短晶體生長周期。
文檔編號C30B11/00GK202030854SQ20112000375
公開日2011年11月9日 申請日期2011年1月7日 優先權日2011年1月7日
發明者張元成, 張帆, 徐寒, 管宇骎, 管文禮, 葛江文 申請人:管文禮