專利名稱：一種能漏硅后防護的單晶爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光伏行業(yè)，具體為一種單晶生長發(fā)生漏硅事故時能對內(nèi)部石墨件和爐體起防護作用的單晶爐。
背景技術(shù)：
一般單晶爐生長系統(tǒng)主要由單晶爐體和熱場系統(tǒng)組成。單晶爐體是生產(chǎn)單晶硅的主要生長設(shè)備，直拉單晶爐的熱系統(tǒng)，也就是所謂的熱場，是指為了熔化硅料，并使單晶生長保持在一定溫度下進行的整個系統(tǒng)(如圖1)，主要包含保溫系統(tǒng)(上保溫蓋1、下保溫蓋 2、上保溫筒3、中保溫筒4、下保溫筒5、導(dǎo)流筒12、保溫底板6等)、發(fā)熱系統(tǒng)(主要有石墨加熱器8等)、支撐傳動系統(tǒng)(坩堝軸7、托盤9、石墨坩堝10、石英坩堝11等)。在單晶生長過程中往往會因各種原因?qū)е侣┕枋鹿实陌l(fā)生，一般情況下，漏硅事故主要原因是盛放原料的石英坩堝破裂，發(fā)生漏硅事故時硅液主要流向如圖3所示，硅液從石英坩堝破裂處涌出沿著石墨坩堝的間隙流到托盤、坩堝軸，漏硅量大的時候會順著坩堝軸流入坩堝軸波紋管內(nèi)或保溫底板和加熱器上。傳統(tǒng)熱場的保溫底板是平面的石墨結(jié)構(gòu) (如圖5、圖6所示)，保溫底板中心處和沿中心線兩側(cè)對稱有三個貫穿的孔分別用于坩堝軸護套和電極護套的放置。孔與各護套間有一定的縫隙，當硅液流到保溫底板上時會沿著這個縫隙流入到保溫底板的下部，從而進入單晶爐底，高溫的硅液會燒壞爐底導(dǎo)致爐底夾層間的循環(huán)水噴出，水在高溫的環(huán)境下會迅速氣化，加速石墨熱場和爐體的氧化損壞，甚至發(fā)生爆炸事故，損壞石墨部件和爐體部件，給生產(chǎn)造成極大的損失。目前傳統(tǒng)熱場只是為了漏硅事故的減少而做一些改進，而當漏硅事故發(fā)生時只能任由損失的產(chǎn)生，而漏硅損失的大小往往無法估計。一般情況下，硅液從破裂處涌出沿著石墨坩堝的縫隙流到托盤和坩堝軸上，這就需要尋求一種漏硅后防護的裝置以減少損失。

實用新型內(nèi)容實用新型目的為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實用新型提供了一種在發(fā)生漏硅事故后，能夠最大程度地減少爐體結(jié)構(gòu)和石墨熱場重要部件損壞的單晶爐。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所述的一種能漏硅后防護的單晶爐，它包括保溫底板、坩堝軸和加熱器，還包括硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護罩；所述硅液導(dǎo)流裝置安裝固定于坩堝軸上；所述加熱器防護罩完全罩住加熱器的底部，并緊貼著加熱器腿部， 當有硅液滴落時直接濺到此防護套上，杜絕了硅液直接與加熱器接觸粘連。本實用新型中，所述保溫底板上設(shè)有孔洞，在孔洞四周及保溫底板的外沿四周設(shè)有向上突起的臺階，臺階的設(shè)計以防止硅液沿著孔與護套的間隙流入爐底，保護了單晶爐底的石墨熱場和爐體，同時也使漏出的硅液最大程度地滴落收集于保溫底板中，防止了硅料的損耗。本實用新型中所述硅液導(dǎo)流裝置為喇叭狀且喇叭口朝下的石墨套管。喇叭狀石墨套管的設(shè)計使硅液從石英坩堝破裂處涌出沿著石墨坩堝的間隙流到坩堝軸時不會向下直接流向爐底，而被石墨套管擋住，改變流動方向，并沿石墨套管的外壁流動，最后滴落到石墨套管下方的保溫底板上。本實用新型中所述硅液導(dǎo)流裝置上設(shè)有內(nèi)螺紋，所述坩堝軸上設(shè)有與硅液導(dǎo)流裝置上內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋；硅液導(dǎo)流裝置和坩堝軸通過內(nèi)外螺紋固定在一起?；蛘咴谯釄遢S上打孔使之貫穿，將硅液導(dǎo)流裝置從坩堝軸下部套進去，然后用兩個碳碳材料做的小圓短棒分別插入兩個小孔內(nèi)以支撐硅液導(dǎo)流裝置。要求小圓短棒插入的距離為坩堝軸的厚度即可，防止插入過深影響坩堝軸不銹鋼螺絲從坩堝軸內(nèi)部空間的通過。本實用新型所述的單晶爐，在漏硅事故發(fā)生后可將硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護套敲掉取出，用小部件保護大部件，有效降低了漏硅事故后的損失。有益效果本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)本實用新型通過硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護罩以及設(shè)有突起臺階的保溫底板的運用，使漏出的硅液最大程度地滴落收集于保溫底板中，降低了硅料的損耗，同時有效地保護了加熱器和波紋管等價格昂貴的部件不受硅液的破壞，降低了損失；(2)本實用新型所述的單晶爐加工簡單，操作簡便。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中單晶爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型所述單晶爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)中漏硅后漏硅流向圖。圖4為本實用新型中漏硅后漏硅流向圖。圖5為現(xiàn)有技術(shù)中保溫底板的俯視圖。圖6為現(xiàn)有技術(shù)中保溫底板的剖視圖。圖7為本實用新型中保溫底板的俯視圖。圖8為本實用新型中保溫底板的剖視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本實用新型，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
實施例如2所示的一種能漏硅后防護的單晶爐，它包括保溫底板6、坩堝軸7、加熱器8， 硅液導(dǎo)流裝置15、加熱器防護罩14;所述保溫底板6上設(shè)有孔洞，在孔洞四周及保溫底板的外沿四周設(shè)有向上突起的臺階(如圖7、圖8);所述硅液導(dǎo)流裝置15為喇叭狀且喇叭口朝下的石墨套管；所述硅液導(dǎo)流裝置15安裝固定于坩堝軸7上；所述加熱器防護罩14完全罩住加熱器8的底部，并緊貼著加熱器8腿部；所述硅液導(dǎo)流裝置15上設(shè)有內(nèi)螺紋，所述坩堝軸7上設(shè)有與硅液導(dǎo)流裝置15上內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋；硅液導(dǎo)流裝置15和坩堝軸7通過內(nèi)外螺紋固定在一起。[0025]本實施例中所述的單晶爐在漏硅事故發(fā)生后，硅液從破裂處涌出沿著石墨坩堝的縫隙流到托盤和坩堝軸上，順著坩堝軸流向硅液導(dǎo)流裝置15和加熱器防護罩上，通過硅液導(dǎo)流裝置15和加熱器防護罩流到保溫底板上，由于保溫底板上孔眼的四周存在突起，硅液不會從保溫底板上的孔流入到保溫底板的下部，從而進入單晶爐底，保護了石墨熱場和爐體(如圖4所示)。對比實驗1、選擇兩臺JRDL9020熱場作為實驗熱場，分別稱為熱場一和熱場二 ；2、熱場一如圖1所示，熱場二如本實施例所述；3、在熱場一和熱場二發(fā)生漏硅事故時對漏硅狀態(tài)及損失情況進行對比；通過對比發(fā)現(xiàn)，當發(fā)生漏硅事故時熱場一中硅液從破裂處涌出沿著石墨坩堝的縫隙流到托盤和坩堝軸上，同時順著坩堝軸流入坩堝軸波紋管內(nèi)，有大量硅液濺到保溫底板和加熱器上，使加熱器螺栓和加熱器腳粘在一起，損失比較嚴重；熱場二中硅液大部分積聚在保溫底蓋板上，硅液覆蓋加熱器防護罩外表面，石墨套環(huán)下部無硅液積聚，無硅液漏至波紋管，將石墨套環(huán)和加熱器防護罩小心敲掉后，加熱器螺栓與加熱器連接處完好。損失對比熱場一損失情況為石英坩堝1只，石墨坩堝一套，托盤一只，坩堝軸一只，波紋管一只，保溫底蓋板一只，加熱器一只，加熱器螺栓兩只，電極兩只，硅料損失約20kg。熱場二損失情況為石英坩堝一只，石墨坩堝一套，托盤一只，坩堝軸一只，保溫底蓋板一只，石墨套環(huán)一只、加熱器防護罩兩只，硅料損失約^g。綜上，本實施例所述單晶爐可有效地降低漏硅后的損失，有效保護價值昂貴的加熱器、波紋管等重要熱場部件。
權(quán)利要求1.一種能漏硅后防護的單晶爐，它包括保溫底板(6)、坩堝軸(7)和加熱器(8)，其特征在于它還包括硅液導(dǎo)流裝置(15)和加熱器防護罩(14)；所述硅液導(dǎo)流裝置(15)安裝固定于坩堝軸(7)上；所述加熱器防護罩(14)完全罩住加熱器(8)的底部，并緊貼著加熱器 (8)腿部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能漏硅后防護的單晶爐，其特征在于所述保溫底板(6) 上設(shè)有孔洞，在孔洞四周及保溫底板的外沿四周設(shè)有向上突起的臺階。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能漏硅后防護的單晶爐，其特征在于所述硅液導(dǎo)流裝置(15)為喇叭狀且喇叭口朝下的石墨套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能漏硅后防護的單晶爐，其特征在于所述硅液導(dǎo)流裝置(15)上設(shè)有內(nèi)螺紋，所述坩堝軸(7)上設(shè)有與硅液導(dǎo)流裝置(15)上內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋；硅液導(dǎo)流裝置(15)和坩堝軸(7)通過內(nèi)外螺紋固定在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能漏硅后防護的單晶爐，其特征在于所述硅液導(dǎo)流裝置和坩堝軸的連接方式為在坩堝軸上打孔使之貫穿，將硅液導(dǎo)流裝置從坩堝軸下部套進去，然后用兩個碳碳材料做的小圓短棒分別插入兩個小孔內(nèi)以支撐硅液導(dǎo)流裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種能漏硅后防護的單晶爐，它包括保溫底板、坩堝軸、加熱器、硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護罩；所述硅液導(dǎo)流裝置安裝固定于坩堝軸上；所述加熱器防護罩完全罩住加熱器的底部，并緊貼著加熱器腿部。本實用新型通過硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護罩以及設(shè)有突起的保溫底板的運用，使漏出的硅液最大程度地收集于保溫底板中，降低了硅料的損耗，同時有效地保護了加熱器和波紋管等價格昂貴的部件不受硅液的破壞，減小了損失。
文檔編號C30B15/00GK202116687SQ201120185340
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者馮立學(xué), 吳亞軍, 李華恩, 梁會寧, 胡元慶 申請人:奧特斯維能源(太倉)有限公司