專利名稱：直拉法生長高少子壽命摻鎵硅單晶爐用的附加導流裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直拉法生長摻鎵硅單晶爐用的附加導流裝置，具體是一種直拉法生長高少子壽命摻鎵硅單晶爐用的附加導流裝置。通過單晶爐內導流系統(tǒng)的優(yōu)化，使所生長的摻鎵硅單晶的少數載流子壽命(以下簡稱少子壽命)得以提高。
背景技術：
光伏行業(yè)使用的硅單晶主要為摻雜硼的硅單晶、摻雜磷的硅單晶和摻雜鎵的硅單晶。其中摻雜硼的硅單晶占市場的主要份額，但摻雜硼的硅單晶所制的太陽電池因受硼氧復合體的影響，光衰現象明顯；摻雜磷的硅單晶所制的太陽電池的制造工藝被專利鎖定在少數公司里，因此摻雜磷的硅單晶市場份額較小；摻雜鎵的硅單晶所制的太陽電池因其抗光衰的特性越來越受到光伏行業(yè)的重視，且摻鎵硅單晶的電阻率縱向分布問題已被解決，但其少子壽命略低于摻雜硼的硅單晶，而硅單晶的少子壽命高所制的太陽電池的轉換效率也聞，因此提聞慘嫁娃單晶少子壽命意乂重大。已證實使用摻鎵硅單晶制作的太陽電池能強烈抑制光衰，若能將摻鎵硅單晶少子壽命略低的問題解決，將是光伏科技的一大進步，因此該問題成為目前光伏科技關注的焦點。

發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種直拉法生長高少子壽命摻鎵硅單晶爐用的附加導流裝置。通過優(yōu)化爐內氬氣流動路徑來保護結晶前沿和剛剛生長的摻鎵硅單晶免遭爐內雜質污染，進而使摻鎵硅單晶的少子壽命得以提高。具有不破壞單晶爐構造、改造成本低、具有明顯提高直拉法生長摻鎵硅單晶少子壽命的特點。本實用新型適用于各種尺寸高壽命摻鎵硅單晶的制造。本實用新型提供的一種直拉法生長高壽命摻鎵硅單晶爐用的附加導流裝置包括:石英套筒，石英套筒頂端設置外沿，在外沿下方依次設置若干圓周分布小孔，相鄰小孔均勻分布。所述的石英套筒呈倒梯形?？蛇x地,所述的圓周分布小孔依次為第一圓周分布小孔、第二圓周分布小孔和第三圓周分布小孔；小孔數目依次減少。所述的第一圓周分布小孔有30個小孔,第二圓周分布小孔有25個小孔,第三圓周分布小孔有20個小孔。所述的小孔直徑3-5mm ;石英套筒壁厚5_8mm ;石英套筒總高度為920-1000mm ;石英套筒下端內徑為225-260mm ;石英套筒上端內徑為280_315mm。所述的石英套筒下端內徑比摻鎵硅單晶目標直徑大50_60mm ;石英套筒上端內徑比摻鎵硅單晶目標直徑大100-120mm。石英套筒的上端的外沿直徑比單晶爐法蘭內徑大30-40mmo本實用新型在直拉法生長高少子壽命摻鎵硅單晶爐中的安裝方法是將高純石英套筒的頂端外沿固定于該單晶爐的小副室的法蘭上端；石英套筒的下端高于石墨導流筒的下沿。石英套筒的下端高于石墨導流筒下沿50-70mm，石英套筒的總高度按照上述原則依石墨導流筒高度的不同而調整。本實用新型具有不破壞通用單晶爐構造、改造成本低、具有能夠有效提高直拉法生長摻鎵硅單晶少子壽命的特點。

圖1為本實用新型石英套筒外形示意圖。圖2為本實用新型石英套筒下端與石墨導流筒的相對位置示意圖。圖3為本實用新型石英套筒上端安裝示意圖。圖4為本實用新型第一圓周分布小孔分布的示意圖。圖5為本實用新型第二圓周分布小孔分布的示意圖。圖6為本實用新型第三圓周分布小孔分布的示意圖。
具體實施方式
本實用新型結合附圖詳細描述如下:如圖所示，I是石英套筒；2是第一圓周分布小孔；3是第二圓周分布小孔；4是第三圓周分布小孔；5是石英套筒頂端外沿；6是石英套筒主體頂底端；7是石墨導流筒；8是單晶爐法拉蘭；9是單晶爐法拉蘭內徑；10是小孔。石英套筒I為高純 石英制成，呈倒梯形。石英套筒I的頂端外沿固定于單晶爐的小副室的法蘭上端；石英套筒I的下端高于單晶爐的石墨導流筒7的下沿，石英套筒I的頂端外沿下方依次設置若干圓周分布小孔，相鄰小孔10之間均勻分布。可選地，例如，第一圓周分布小孔、第二圓周分布小孔和第三圓周分布小孔。小孔直徑3-5mm ;石英套筒總高度為920mm，石英套筒I下端內徑為225_260mm ;石英套筒上端內徑為280-315mm。第一圓周分布小孔距石英套筒上端25mm處有30個直徑5mm小孔均布；第二圓周分布小孔距石英套筒上端50mm處有25個直徑5mm小孔均布；第三圓周分布小孔距石英套筒上端75mm處有20個直徑5mm小孔均布；石英套筒壁厚5mm ;石英套筒的上端的外沿直徑為 340mm。本實用新型附加導流裝置可直接安裝于已知的直拉摻鎵硅單晶爐內用工藝生產。應用實例一:在CZ-90型直拉單晶爐投料量為90kg多晶硅的前提下，生長直徑
6.5英寸的摻鎵硅單晶。用于生長目標直徑為170mm的6.5英寸摻鎵硅單晶的石英附加導流裝置為:一個高純石英套筒；石英套筒下端內徑為225mm ;石英套筒上端內徑為280mm ;距石英套筒上端25mm處有30個直徑5mm小孔均布(第一圓周分布小孔);距石英套筒上端50mm處有25個直徑5mm小孔均布(第二圓周分布小孔)；距石英套筒上端75mm處有20個直徑5mm小孔均布(第三圓周分布小孔);石英套筒壁厚5mm ;石英套筒的上端的外沿直徑為340mm ;石英套筒上沿固定于單晶爐的小副室的法蘭上端；石英套筒的下端高于直拉摻鎵硅單晶爐的石墨導流筒下沿60mm，石英套筒總高度為920mm。[0026]應用實例二:在CZ-90型直拉單晶爐投料量為90kg多晶硅的前提下，生長直徑8英寸的摻鎵硅單晶。用于生長目標直徑為205mm的8英寸摻鎵硅單晶的石英附加導流裝置為:一個高純石英套筒；石英套筒下端內徑為260mm ;石英套筒上端內徑為315mm ;距石英套筒上端25mm處有30個直徑5mm小孔均布(第一圓周分布小孔);距石英套筒上端50mm處有25個直徑5mm小孔均布(第二圓周分布小孔)；距石英套筒上端75mm處有20個直徑5mm小孔均布(第三圓周分布小孔);石英套筒壁厚8mm ;石英套筒的上端的外沿直徑為340mm ;石英套筒上沿固定于單晶爐的小副室的法蘭上端；石英套筒的下端高于直拉摻鎵硅單晶爐的石墨導流筒下沿60mm，石英套筒總高度為920mm。少子壽命測量采用測試儀型號為sinton tester BCT-150，太陽電池轉換效率測試采用電池生產線集成測試系統(tǒng)，本實用新型與常規(guī)導流設計所得硅單晶頭尾片少子壽命對比與以此制的太陽電池轉換效率的測試結果如下表:
權利要求1.一種摻鎵硅單晶爐用的附加導流裝置，其特征在于它包括:石英套筒，石英套筒頂端設置外沿，在外沿下方依次設置若干圓周分布小孔，相鄰小孔均勻分布。
2.根據權利要求1所述的附加導流裝置，其特征在于所述的石英套筒呈倒梯形。
3.根據權利要求1或2所述的附加導流裝置，其特征在于所述的圓周分布小孔依次為第一圓周分布小孔、第二圓周分布小孔和第三圓周分布小孔。
4.根據權利要求3所述的附加導流裝置，其特征在于所述的第一圓周分布小孔有30個小孔，第二圓周分布小孔有25個小孔，第三圓周分布小孔有20個小孔。
5.根據權利要求1所述的附加導流裝置，其特征在于所述的小孔直徑3-5_;石英套筒壁厚5-8mm ;石英套筒總高度為920-1000mm ;石英套筒下端內徑為225_260mm ;石英套筒上端內徑為280-315mm。
6.根據權利要求1所述的附加導流裝置，其特征在于所述的石英套筒下端內徑比摻鎵娃單晶目標直徑大50-60mm ;石英套筒上端內徑比摻鎵娃單晶目標直徑大100_120mm。
7.根據權利要求1所述的附加導流裝置，其特征在于所述的石英套筒的上端的外沿直徑比單晶爐法蘭內徑大30-40mm。
專利摘要本實用新型涉及一種直拉法生長摻鎵硅單晶爐用的附加導流裝置，包括石英套筒，石英套筒頂端設置外沿，在外沿下方依次設置若干圓周分布小孔，小孔均勻分布。所述的石英套筒呈倒梯形。所述的圓周分布小孔依次為第一圓周分布小孔、第二圓周分布小孔和第三圓周分布小孔，并且小孔數目依次減少。通過單晶爐內導流系統(tǒng)的優(yōu)化，使所生長的摻鎵硅單晶的少數載流子壽命(以下簡稱少子壽命)得以提高。本實用新型具有不破壞通用單晶爐構造、改造成本低、具有能夠有效提高直拉法生長摻鎵硅單晶少子壽命的特點，并且同樣適用于其它直拉法摻雜硅單晶爐，生產摻雜硼的硅單晶和摻雜磷的硅單晶。
文檔編號C30B15/00GK203112959SQ20132007780
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月20日 優(yōu)先權日2013年2月20日
發(fā)明者任丙彥, 任麗 申請人:任丙彥, 任麗