直拉硅單晶熱場(chǎng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直拉硅單晶熱場(chǎng)，其包括爐體、爐體內(nèi)設(shè)置的石墨坩堝和加熱器；加熱器將石墨坩堝圍在其中；在加熱器外套裝設(shè)有保溫筒，在保溫筒上有環(huán)形的大蓋板，大蓋板的內(nèi)環(huán)上架設(shè)有導(dǎo)流筒；所述加熱器高度H為672-680mm；所述石墨坩堝內(nèi)徑D為670-674mm。所述導(dǎo)流筒下口與水平角度α為29-31°，所述導(dǎo)流筒內(nèi)導(dǎo)角度β為27-31°。優(yōu)點(diǎn)在于：?jiǎn)螤t投料量增大，單晶成本降低；導(dǎo)流筒下口與水平角度增大，使導(dǎo)流筒和生長(zhǎng)界面上方的氬氣流通順暢，避免氣流漩渦，提高成晶率；導(dǎo)流筒內(nèi)導(dǎo)設(shè)計(jì)角度增大，可加厚導(dǎo)流筒內(nèi)、外間的保溫層，有效降低熱系統(tǒng)的能量損耗、降低加熱器的發(fā)熱功率，達(dá)到節(jié)能效果。
【專利說明】直拉硅單晶熱場(chǎng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種單晶硅生產(chǎn)設(shè)備，尤其涉及一種直拉硅單晶熱場(chǎng)。
【背景技術(shù)】
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[0002]作為21世紀(jì)最有潛力的能源，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿薮?。太?yáng)能產(chǎn)業(yè)是新興的朝陽(yáng)行業(yè)，再加上良好的政策環(huán)境、行業(yè)本身的特性，使得太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)具有較高的投資價(jià)值和發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳埃?yáng)電池及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)性好，因此抓住太陽(yáng)電池市場(chǎng)發(fā)展的機(jī)遇，建設(shè)具有國(guó)際先進(jìn)工藝技術(shù)水平的生產(chǎn)線，持續(xù)降低太陽(yáng)能電池用硅單晶的成本，迅速提升公司在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的有力地位。
[0003]國(guó)內(nèi)主要單晶廠家以22、24英寸熱場(chǎng)為主，其投料較小，產(chǎn)能受限，成本高。目前光伏行業(yè)的重點(diǎn)為發(fā)展大幅度降低單晶硅太陽(yáng)能電池成本的技術(shù)，并將其進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。鑒于單晶硅在整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，占有較大的成本，且費(fèi)用較高，降低該步驟中的成本，對(duì)于提高太陽(yáng)能對(duì)傳統(tǒng)能源的競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。
[0004]現(xiàn)有的用于直拉單晶硅的22、24英寸熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)包括爐體、爐體內(nèi)設(shè)置的石墨坩禍和加熱器；爐體的底部設(shè)置有爐底盤，爐底盤的上面安裝有保溫筒，所述的保溫筒外側(cè)包裹有保溫材料；在保溫筒的頂部設(shè)有環(huán)形的上蓋板，在上蓋板的內(nèi)環(huán)上有位于石英坩禍上部的導(dǎo)流筒。爐體側(cè)壁下部設(shè)置有通孔，爐體的頂部開有氬氣進(jìn)口。該結(jié)構(gòu)的熱場(chǎng)在使用時(shí)，氬氣從頂部進(jìn)入熱場(chǎng)，在泵的吸力作用下，氬氣從上而下經(jīng)過熱場(chǎng)，進(jìn)入抽氣管道和泵后排放；流經(jīng)熱場(chǎng)的氬氣流會(huì)將單晶硅生長(zhǎng)過程中長(zhǎng)生的大量揮發(fā)物攜帶排出。
[0005]這種結(jié)構(gòu)的熱場(chǎng)，石英坩禍尺寸小，單爐投料嚴(yán)重受限；保溫筒外圍所用的保溫材料保溫效果較差，主加熱器功率較高；導(dǎo)流筒下口與水平角度15°，禍位高時(shí)易造成氬氣流通不順暢，單晶出現(xiàn)晃動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)可能造成單晶斷棱，影響產(chǎn)量、成品率；導(dǎo)流筒內(nèi)導(dǎo)角度19°，無(wú)法滿足熱場(chǎng)上部保溫，易造成單晶扭曲或單晶過冷斷苞。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種大尺寸、高投料、低功耗的直拉硅單晶熱場(chǎng)。
[0007]本實(shí)用新型由如下技術(shù)方案實(shí)施:直拉硅單晶熱場(chǎng)，其包括爐體、爐體內(nèi)設(shè)置的石墨坩禍和加熱器，所述石墨坩禍為三瓣禍，位于所述爐體的中部；在所述石墨坩禍的禍底固定連接有石墨大軸，所述石墨大軸向下伸出爐體底部的爐底盤；在所述爐底盤上設(shè)有用于保護(hù)所述石墨大軸的護(hù)套；在所述爐底盤上設(shè)有連接電源的電極柱，在所述電極柱的外面包覆有用于保護(hù)所述電極柱的石英護(hù)套和電極護(hù)套；所述電極柱的上端連接有筒狀的所述加熱器，所述加熱器將所述石墨坩禍圍在其中，從而能實(shí)現(xiàn)對(duì)所述石英坩禍的周側(cè)和側(cè)下部的加熱；在所述加熱器外套裝設(shè)有所述保溫筒，在所述保溫筒上有環(huán)形的所述大蓋板，所述大蓋板的內(nèi)環(huán)上架設(shè)有導(dǎo)流筒；所述加熱器高度H為672-680mm，所述石墨坩禍內(nèi)徑D為670-674mm;所述導(dǎo)流筒下口與水平角度α為29-31°，使導(dǎo)流筒和生長(zhǎng)界面上方的氬氣流通順暢、流速更快，避免氣流漩渦提高成晶率；所述導(dǎo)流筒內(nèi)導(dǎo)角度β為27-31°，可有效增加導(dǎo)流筒保溫效果，從而降低主加熱器功耗。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):增大熱場(chǎng)尺寸的，單爐投料量由350kg增大至580kg，單晶成本可降低30%以上；導(dǎo)流筒下口與水平角度由15°增大至30°，使導(dǎo)流筒和生長(zhǎng)界面上方的氬氣流通順暢、流速更快，避免氣流漩渦，提高成晶率；導(dǎo)流筒內(nèi)導(dǎo)設(shè)計(jì)角度由19°增大至29°，可加厚導(dǎo)流筒內(nèi)、外導(dǎo)之間的保溫層，加強(qiáng)熱場(chǎng)上部保溫，有效降低熱系統(tǒng)的能量損耗、降低加熱器的發(fā)熱功率，從而達(dá)到節(jié)能的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0009]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]爐體1、石墨坩禍2、石墨大軸3、爐底盤4、護(hù)套5、電極柱6、加熱器7、保溫筒8、大蓋板9、導(dǎo)流筒10。
【具體實(shí)施方式】
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[0011]下面將結(jié)合附圖對(duì)本專利進(jìn)行詳細(xì)闡述
[0012]實(shí)施例1:直拉硅單晶熱場(chǎng)，其包括爐體1、爐體I內(nèi)設(shè)置的石墨坩禍2和加熱器7，石墨坩禍2為三瓣禍，位于爐體I的中部；在石墨坩禍2的禍底固定連接有石墨大軸3，石墨大軸3向下伸出爐體I底部的爐底盤4 ;在爐底盤4上設(shè)有用于保護(hù)石墨大軸3的護(hù)套5 ;在爐底盤4上設(shè)有連接電源的電極柱6，在電極柱6的外面包覆有用于保護(hù)電極柱6的石英護(hù)套和電極護(hù)套；電極柱6的上端連接有筒狀的加熱器7，加熱器7將石墨坩禍2圍在其中，從而能實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨坩禍2的周側(cè)和側(cè)下部的加熱；在加熱器7外套裝設(shè)有保溫筒8，在保溫筒8上有環(huán)形的大蓋板9，大蓋板9的內(nèi)環(huán)上架設(shè)有導(dǎo)流筒10 ;加熱器7高度H為672mm，石墨坩禍2內(nèi)徑D為670mm ;導(dǎo)流筒10下口與水平角度α為29°，使導(dǎo)流筒10和單晶生長(zhǎng)界面上方的氬氣流通順暢、流速更快，避免氣流漩渦，提高成晶率；導(dǎo)流筒10內(nèi)導(dǎo)角度β為27°，可有效增加導(dǎo)流筒10保溫效果，從而降低加熱器7功耗。
[0013]實(shí)施例2:直拉硅單晶熱場(chǎng)，其包括爐體1、爐體I內(nèi)設(shè)置的石墨坩禍2和加熱器7，石墨坩禍2為三瓣禍，位于爐體I的中部；在石墨坩禍2的禍底固定連接有石墨大軸3，石墨大軸3向下伸出爐體I底部的爐底盤4 ;在爐底盤4上設(shè)有用于保護(hù)石墨大軸3的護(hù)套5 ;在爐底盤4上設(shè)有連接電源的電極柱6，在電極柱6的外面包覆有用于保護(hù)電極柱6的石英護(hù)套和電極護(hù)套；電極柱6的上端連接有筒狀的加熱器7，加熱器7將石墨坩禍2圍在其中，從而能實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨坩禍2的周側(cè)和側(cè)下部的加熱；在加熱器7外套裝設(shè)有保溫筒8，在保溫筒8上有環(huán)形的大蓋板9，大蓋板9的內(nèi)環(huán)上架設(shè)有導(dǎo)流筒10 ;加熱器7高度H為680mm，石墨坩禍2內(nèi)徑D為674mm ;導(dǎo)流筒10下口與水平角度α為31°，使導(dǎo)流筒10和單晶生長(zhǎng)界面上方的氬氣流通順暢、流速更快，避免氣流漩渦，提高成晶率；導(dǎo)流筒10內(nèi)導(dǎo)角度β為31°，可有效增加導(dǎo)流筒10保溫效果，從而降低加熱器7功耗。
[0014]實(shí)施例3:直拉硅單晶熱場(chǎng)，其包括爐體1、爐體I內(nèi)設(shè)置的石墨坩禍2和加熱器7，石墨坩禍2為三瓣禍，位于爐體I的中部；在石墨坩禍2的禍底固定連接有石墨大軸3，石墨大軸3向下伸出爐體I底部的爐底盤4 ;在爐底盤4上設(shè)有用于保護(hù)石墨大軸3的護(hù)套5 ;在爐底盤4上設(shè)有連接電源的電極柱6，在電極柱6的外面包覆有用于保護(hù)電極柱6的石英護(hù)套和電極護(hù)套；電極柱6的上端連接有筒狀的加熱器7，加熱器7將石墨坩禍2圍在其中，從而能實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨坩禍2的周側(cè)和側(cè)下部的加熱；在加熱器7外套裝設(shè)有保溫筒8，在保溫筒8上有環(huán)形的大蓋板9，大蓋板9的內(nèi)環(huán)上架設(shè)有導(dǎo)流筒10 ;加熱器7高度H為676mm，石墨坩禍2內(nèi)徑D為672mm ;導(dǎo)流筒10下口與水平角度α為30°，使導(dǎo)流筒10和單晶生長(zhǎng)界面上方的氬氣流通順暢、流速更快，避免氣流漩渦，提高成晶率；導(dǎo)流筒10內(nèi)導(dǎo)角度β為29°，可有效增加導(dǎo)流筒10保溫效果，從而降低加熱器7功耗。
【權(quán)利要求】
1.直拉硅單晶熱場(chǎng)，其包括爐體、爐體內(nèi)設(shè)置的石墨坩禍和加熱器，所述石墨坩禍為三瓣禍，位于所述爐體的中部；在所述石墨坩禍的禍底固定連接有石墨大軸，所述石墨大軸向下伸出爐體底部的爐底盤；在所述爐底盤上設(shè)有用于保護(hù)所述石墨大軸的護(hù)套；在所述爐底盤上設(shè)有連接電源的電極柱，在所述電極柱的外面包覆有用于保護(hù)所述電極柱的石英護(hù)套和電極護(hù)套；所述電極柱的上端連接有筒狀的所述加熱器，所述加熱器將所述石墨坩禍圍在其中，在所述加熱器外套裝設(shè)有保溫筒，在所述保溫筒上有環(huán)形的大蓋板，所述大蓋板的內(nèi)環(huán)上架設(shè)有導(dǎo)流筒；其特征在于，所述加熱器高度H為672-680mm ;所述石墨坩禍內(nèi)徑D為670-674mm，所述導(dǎo)流筒下口與水平角度α為29-31°，所述導(dǎo)流筒內(nèi)導(dǎo)角度β為27-31。。
【文檔編號(hào)】C30B29/06GK204251760SQ201420653429
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】陳康, 馬洋, 王軍磊, 王建平, 谷守偉, 賈海洋, 王永青, 梁山, 郝勇 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古中環(huán)光伏材料有限公司