專利名稱：一種可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能單晶爐熱場(chǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)。
背景技術(shù)：
關(guān)于單晶爐熱場(chǎng)的專利很多，包括降低熱場(chǎng)能耗、優(yōu)化排氣以及優(yōu)化熱場(chǎng)溫度梯度等方面。也有為提高單晶熱場(chǎng)縱向溫度梯度而發(fā)明的復(fù)合熱屏裝置。用不同的方式在熱場(chǎng)中的特殊部位設(shè)置冷卻裝置，加強(qiáng)對(duì)晶棒的散熱以提高晶體縱向溫度梯度從而提高晶體的生長(zhǎng)速度，但面臨如何傳遞冷卻介質(zhì)的問(wèn)題，因冷卻單元通常在晶體爐內(nèi)部，且多為活動(dòng)單元，冷卻液體與冷卻單元之間的傳遞往往存在泄漏的安全隱患。且冷卻液的輸送對(duì)爐體結(jié)構(gòu)提出特殊的要求。200910099830. 3提出一種帶有水冷夾套的直拉式硅單晶爐，可以一定程度上增強(qiáng)單晶硅棒的冷卻效果，但冷卻位置離晶體生長(zhǎng)界面距離較大，對(duì)晶棒的冷卻效果不明顯，對(duì)于提高晶體生長(zhǎng)幅度有一定局限性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)合理、可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)，包括熱屏，在熱屏的內(nèi)側(cè)附加一段具有錐度的筒狀的冷卻器。冷卻器和緊貼熱屏內(nèi)側(cè)，和熱屏內(nèi)側(cè)具有相同的錐度。冷卻器通過(guò)連接管連接到爐筒上，冷卻器的冷卻介質(zhì)進(jìn)出口均設(shè)置在爐筒上，冷卻介質(zhì)通過(guò)冷卻介質(zhì)進(jìn)出口并沿連接管進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻。爐筒為一段獨(dú)立的副爐筒。冷卻器的高度占熱屏總高的40% 80%，下端距離熱屏下邊沿的高度為20 300mmo冷卻介質(zhì)進(jìn)出口上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型的有益效果是冷卻器和副爐筒連接一體，便于拆裝和維護(hù)。本單晶爐熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，杜絕了冷卻介質(zhì)與冷卻器之間的傳遞過(guò)程存在泄漏的可能，而且在長(zhǎng)晶過(guò)程中，剛剛完成生長(zhǎng)且靠近液面的單晶硅棒溫度高達(dá)上千攝氏度，而冷卻器表面由于冷卻介質(zhì)的作用保持較低的溫度，兩者因溫差懸殊發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換，強(qiáng)化對(duì)晶棒的冷卻效果，從而增強(qiáng)晶棒縱向溫度梯度，提高硅單晶的生長(zhǎng)速度，達(dá)到快速生長(zhǎng)單晶硅棒的目的。普通熱場(chǎng)拉制6in單晶硅棒時(shí)，生長(zhǎng)速度一般在1. 0 1. 2mm/min，而應(yīng)用本方案的熱場(chǎng)，晶體的生長(zhǎng)速度可達(dá)到1. 5mm/min以上。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明；[0012]

圖1是本實(shí)用新型的熱場(chǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的冷卻器和副爐筒的俯視圖；圖中，1.冷卻器，2.連接管，3.副爐筒，4.流量調(diào)節(jié)閥，5.主爐筒，6.熱屏，7.保溫層，8.單晶棒。
具體實(shí)施方式
如圖1和2所示，一種可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)，包括熱屏6，在熱屏6 的內(nèi)側(cè)附加一段具有錐度的筒狀的冷卻器1。該冷卻器1的冷卻介質(zhì)為水，連接在一段獨(dú)立的爐筒即副爐筒3上，冷卻水的進(jìn)出口均設(shè)置在副爐筒3外邊沿，并和冷卻器1相連。在拉晶時(shí)，按照常規(guī)流程首先對(duì)熱場(chǎng)的石墨件進(jìn)行安裝，后將帶有冷卻器1的副爐筒，安裝到主爐筒5上，通過(guò)定位銷保證熱場(chǎng)的對(duì)中性。爐筒內(nèi)具有保溫層7。在爐臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中，始終保持冷卻器1內(nèi)有冷卻水通過(guò)。長(zhǎng)晶過(guò)程中，因冷卻器表面溫度較低，和單晶棒8高溫段發(fā)生熱交換，從而降低單晶棒8的溫度，提高單晶棒8縱向溫度梯度，從而可以提高硅單晶的生長(zhǎng)速度，達(dá)到快速生長(zhǎng)單晶硅棒的目的。通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻器的流量調(diào)節(jié)閥4可以控制冷卻液體的流量，即控制對(duì)單晶棒8的冷卻速度，達(dá)到控制晶體生長(zhǎng)速度的目的。實(shí)施例一將本實(shí)用新型應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)某型800單晶爐上，20in熱場(chǎng)，裝料70kg，在拉制6in單晶硅棒時(shí)，生長(zhǎng)速度為1.52mm/min，而同等型號(hào)的爐臺(tái)應(yīng)用普通熱場(chǎng)，在拉制6in單晶硅棒時(shí)，拉速最佳狀態(tài)僅為1. 15mm/min。實(shí)施例二將本實(shí)用新型應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)某型850單晶爐上，對(duì)于22in熱場(chǎng)，裝料120kg，拉制 Sin單晶硅棒時(shí)，應(yīng)用本實(shí)用新型的熱場(chǎng)拉速可達(dá)1. 3mm/min，相比普通熱場(chǎng)和提高30%以上。應(yīng)用本實(shí)用新型的熱場(chǎng)可減少約四分之一的晶體生長(zhǎng)時(shí)間。
權(quán)利要求1.一種可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)，包括熱屏(6)，其特征是在所述的熱屏 (6)的內(nèi)側(cè)附加一段具有錐度的筒狀的冷卻器(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)，其特征是所述的冷卻器⑴和緊貼熱屏(6)內(nèi)側(cè)，和熱屏(6)內(nèi)側(cè)具有相同的錐度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)，其特征是所述的冷卻器(1)通過(guò)連接管( 連接到爐筒上，冷卻器(1)的冷卻介質(zhì)進(jìn)出口均設(shè)置在爐筒上，冷卻介質(zhì)通過(guò)冷卻介質(zhì)進(jìn)出口并沿連接管( 進(jìn)入冷卻器(1)進(jìn)行冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)，其特征是所述的爐筒為一段獨(dú)立的副爐筒(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)，其特征是所述的冷卻器(1)的高度占熱屏(6)總高的40% 80%，下端距離熱屏(6)下邊沿的高度為 20 300mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)，其特征是所述的冷卻介質(zhì)進(jìn)出口上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥G)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能單晶爐熱場(chǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可提高單晶爐生長(zhǎng)速度的單晶爐熱場(chǎng)，包括熱屏，在熱屏的內(nèi)側(cè)附加一段具有錐度的筒狀的冷卻器。冷卻器和緊貼熱屏內(nèi)側(cè)，和熱屏內(nèi)側(cè)具有相同的錐度。冷卻器通過(guò)連接管連接到爐筒上，冷卻器的冷卻介質(zhì)進(jìn)出口均設(shè)置在爐筒上，冷卻介質(zhì)通過(guò)冷卻介質(zhì)進(jìn)出口并沿連接管進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻。爐筒為一段獨(dú)立的副爐筒。冷卻介質(zhì)進(jìn)出口上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥。本熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，杜絕了冷卻介質(zhì)與冷卻器之間的傳遞過(guò)程存在泄漏的可能，而且在熱場(chǎng)中采用冷卻裝置強(qiáng)化對(duì)晶棒的冷卻效果，從而增強(qiáng)晶棒縱向溫度梯度，提高硅單晶的生長(zhǎng)速度，達(dá)到快速生長(zhǎng)單晶硅棒的目的。
文檔編號(hào)C30B15/00GK202030855SQ20112006797
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者張志強(qiáng), 黃振飛 申請(qǐng)人:常州天合光能有限公司