本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能光伏技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種直拉單晶冷卻裝置。

背景技術(shù)：

隨著化石能源的使用對(duì)環(huán)境造成的污染以及化石能源的枯竭，人類迫切的需要新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源。光伏發(fā)電作為清潔能源，日益受到世界各國(guó)的重視及扶持。

光伏發(fā)電所需的太陽(yáng)能電池板的基礎(chǔ)材料為單晶硅，一般通過(guò)直拉單晶的方式生產(chǎn)晶棒，在直拉單晶過(guò)程中，單晶棒拉制完成后，單晶爐內(nèi)溫度約1400℃，為了得到品質(zhì)完好的晶棒，需要將單晶棒在單晶爐內(nèi)按一定的溫度梯度冷卻到規(guī)定的溫度、逐步提升至副爐腔繼續(xù)冷卻到一定溫度，才能取出。目前對(duì)單晶爐的冷卻方法是：當(dāng)晶棒生長(zhǎng)完成后停止加熱，通過(guò)不斷的向單晶爐內(nèi)填充氬氣，同時(shí)通過(guò)真空泵不斷從單晶爐內(nèi)向外抽氣，通過(guò)氣流將單晶爐內(nèi)的熱量帶走，達(dá)到降溫的目的。雖然單晶爐爐筒具有夾套水冷結(jié)構(gòu)，但爐內(nèi)用于單晶棒生長(zhǎng)的坩堝外圍被熱場(chǎng)和保溫結(jié)構(gòu)包裹，夾套冷卻的效果很有限，主要還是靠氬氣帶出熱量達(dá)到冷卻、降溫的目的，但是這種降溫方式通常需要9個(gè)小時(shí)，時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)單晶棒的周期較長(zhǎng)，冷卻成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種能夠提高冷卻效率、縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本的直拉單晶冷卻裝置。

本實(shí)用新型的直拉單晶冷卻裝置，包括單晶爐，內(nèi)部具有爐腔，所述爐腔中在單晶棒生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)外圍設(shè)置有保溫裝置；所述保溫裝置從上向下分為頂部保溫裝置和主體保溫裝置，所述頂部保溫裝置的底面和主體保溫裝置的頂面在單晶棒生長(zhǎng)過(guò)程中處于貼合狀態(tài)；

爐腔內(nèi)壁降溫裝置，用于對(duì)爐腔內(nèi)壁進(jìn)行冷卻；

熱屏提升桿，安裝在位于爐腔中的熱屏的頂端，所述熱屏提升桿能夠上下移動(dòng)；

連接桿，在單晶棒冷卻過(guò)程中，連接桿的兩端分別連接在熱屏提升桿和頂部保溫裝置上，使得頂部保溫裝置隨著熱屏提升桿的上升而與主體保溫裝置脫離、產(chǎn)生間隙，使得爐腔內(nèi)壁降溫裝置能夠通過(guò)該間隙對(duì)單晶棒進(jìn)行降溫。

本申請(qǐng)的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)設(shè)置兩端分別連接在熱屏提升桿和頂部保溫裝置上的連接桿，使得在單晶棒冷卻時(shí)，可以借助熱屏提升桿的上升帶動(dòng)頂部保溫裝置與主體保溫裝置脫離、產(chǎn)生間隙，這樣以往只用于對(duì)爐腔內(nèi)壁進(jìn)行降溫的爐腔內(nèi)壁降溫裝置能夠通過(guò)該間隙，也對(duì)單晶棒生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行降溫。上述降溫方式與現(xiàn)有的氬氣冷卻方式相結(jié)合能夠大大提高降溫的速度，可以節(jié)約4-5個(gè)小時(shí)的時(shí)間，也節(jié)約了氬氣的使用量，大大縮短了單晶棒的生產(chǎn)周期，也節(jié)約了氬氣的使用成本。2、本申請(qǐng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、只是設(shè)置了兩端分別連接在熱屏提升桿和頂部保溫裝置上的連接桿，其余利用的是傳統(tǒng)的單晶爐的設(shè)備中已有的部件。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述直拉單晶冷卻裝置還包括氬氣冷卻裝置，所述氬氣冷卻裝置包括能夠向爐腔填充氬氣的將氬氣填充裝置和從爐腔向外抽氣的抽氣裝置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述頂部保溫裝置為一層保溫層。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主體保溫裝置為筒狀結(jié)構(gòu)的保溫筒，保溫層隨著熱屏提升桿的上升而與保溫筒產(chǎn)生間隙，使得爐腔內(nèi)壁降溫裝置能夠通過(guò)該間隙對(duì)單晶棒進(jìn)行降溫。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述爐腔內(nèi)壁降溫裝置是水冷夾套，所述水冷夾套中具有循環(huán)冷卻水。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述單晶爐的頂端設(shè)置有上蓋，所述保溫層設(shè)置在該上蓋的底面上。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述連接桿的兩端分別與熱屏提升桿和頂部保溫裝置可拆卸的連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述頂部保溫裝置上設(shè)置有插孔，所述連接桿的端部插入在所述插孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)與頂部保溫裝置的連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述連接桿為長(zhǎng)度可調(diào)的結(jié)構(gòu)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述連接桿的結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，所述連接桿包括水平部分和豎直部分，水平部分的端部連接在熱屏提升桿上，豎直部分的底端連接在頂部保溫裝置上。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型直拉單晶冷卻裝置的剖視圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本實(shí)用新型不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式。

現(xiàn)有的單晶爐110的內(nèi)部具有爐腔114，該爐腔114具有加熱裝置、熱屏130、石英坩堝160，石英坩堝160的外圍設(shè)置有保溫裝置，將硅料裝入石英坩堝160，加熱裝置使硅料融化，通過(guò)籽晶夾頭與石英坩堝160的相互逆轉(zhuǎn)制造出單晶棒G。熱屏130設(shè)置在石英坩堝的上方。熱屏130的頂端具有能夠上下移動(dòng)的熱屏提升桿132。爐腔114的內(nèi)壁上設(shè)置有保溫裝置，該保溫裝置用于單晶棒G生長(zhǎng)過(guò)程中的保溫，防止熱量散失。在單晶爐110的內(nèi)壁上還設(shè)置有用于對(duì)單晶爐110的內(nèi)壁進(jìn)行降溫的爐腔內(nèi)壁降溫裝置。該爐腔內(nèi)壁降溫裝置是設(shè)置在單晶爐的外殼與爐腔內(nèi)壁之間的水冷夾套，所述水冷夾套中具有循環(huán)冷卻水。

本實(shí)用新型的直拉單晶冷卻裝置100的保溫裝置從上向下分為頂部保溫裝置和主體保溫裝置，頂部保溫裝置的底面和主體保溫裝置的頂面在單晶棒G成長(zhǎng)過(guò)程中處于貼合狀態(tài)；設(shè)置兩端分別連接在熱屏提升桿132和頂部保溫裝置上的連接桿，在單晶棒G生長(zhǎng)后的冷卻過(guò)程中，頂部保溫裝置隨著熱屏提升桿132的上升而與主體保溫裝置脫離、產(chǎn)生間隙，使得爐腔內(nèi)壁降溫裝置的循環(huán)冷卻水能夠通過(guò)該間隙對(duì)單晶棒生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行降溫。

本實(shí)用新型的直拉單晶冷卻裝置還包括氬氣冷卻裝置，氬氣冷卻裝置包括能夠向爐腔114填充氬氣的將氬氣填充裝置和從爐腔114向外抽氣的抽氣裝置，抽氣裝置為真空泵。在單晶棒G生長(zhǎng)后的冷卻過(guò)程中，通過(guò)氬氣冷卻裝置對(duì)單晶棒生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行降溫的同時(shí)，爐腔內(nèi)壁降溫裝置的冷卻水通過(guò)頂部保溫裝置與主體保溫裝置之間的間隙對(duì)單晶棒生長(zhǎng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行降溫。兩種降溫裝置相結(jié)合后，降溫時(shí)間相對(duì)于傳統(tǒng)的只通過(guò)氬氣冷卻裝置進(jìn)行冷卻而言縮短了4-5個(gè)小時(shí)，也相應(yīng)的節(jié)約了氬氣的使用量和成本。

單晶爐110的頂端具有可拆卸或能夠打開(kāi)、關(guān)閉的上蓋112，頂部保溫裝置為一層保溫層140，保溫層140設(shè)置在該上蓋112的底面上。主體保溫裝置為筒狀結(jié)構(gòu)的保溫筒120，保溫層140隨著熱屏提升桿132的上升而與保溫筒120產(chǎn)生間隙，使得爐腔內(nèi)壁降溫裝置能夠通過(guò)該間隙對(duì)單晶棒進(jìn)行降溫。

連接桿150的兩端分別與熱屏提升桿132和頂部保溫裝置可拆卸的連接。例如，連接桿150與熱屏提升桿132之間可以通過(guò)插接或者螺釘連接等方式可拆卸的連接。保溫層140上設(shè)置有插孔，連接桿150的端部插入在插孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)與保溫層140的可拆卸的連接。

連接桿150為長(zhǎng)度可調(diào)的結(jié)構(gòu)。連接桿150的結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，連接桿150包括水平部分和豎直部分，水平部分的端部連接在熱屏提升桿132上，豎直部分的底端連接在保溫層140上。

保溫筒120從上到下分為上部保溫筒122、中部保溫筒124和下部保溫筒126。保溫層140與保溫筒120之間圍成單晶棒的保溫區(qū)域。保溫層140隨著熱屏提升桿132的上升而與上部保溫筒122的頂面產(chǎn)生間隙。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。