直拉單晶爐的制作方法
【專利摘要】直拉單晶爐，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的熱場(chǎng)裝置，殼體包括爐底板和爐側(cè)壁，熱場(chǎng)裝置位于爐底板上方，熱場(chǎng)裝置與爐底板之間設(shè)有護(hù)底板，爐底板與護(hù)底板之間設(shè)有隔離架。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)熱場(chǎng)裝置與爐底板直接接觸導(dǎo)致的熱能損耗大的問題。大幅度降低了能量損耗，可在不影響單晶品質(zhì)及拉速的前提下，達(dá)到等徑功率降低3～5KW。
【專利說明】直拉單晶爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于單晶制造設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種直拉單晶爐。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電作為綠色能源以及人類可持續(xù)發(fā)展的主要能源的一種，日益受到世界各國(guó)的重視并得到大力發(fā)展。單晶硅片作為光伏發(fā)電的基礎(chǔ)材料，有著廣泛的市場(chǎng)需求。一種常見的單晶硅生長(zhǎng)方法是直拉法，即，在單晶爐中，將多晶硅料裝進(jìn)石英坩堝中，加熱熔化，然后使籽晶與熔硅接觸，在轉(zhuǎn)動(dòng)籽晶及坩堝的同時(shí)，提拉籽晶，在籽晶下端即可生長(zhǎng)單晶硅棒。在單晶生長(zhǎng)過程中，單晶爐熱場(chǎng)內(nèi)的溫度高達(dá)1400°C左右，與爐外環(huán)境存在巨大的溫差，由此造成大量的熱損耗。尤其是在熱場(chǎng)部件與爐殼體相接觸的地方，冷卻水會(huì)帶走大量的熱量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種直拉單晶爐，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的熱損耗大的問題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，直拉單晶爐，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的熱場(chǎng)裝置，殼體包括爐底板和爐側(cè)壁，熱場(chǎng)裝置位于爐底板上方，熱場(chǎng)裝置與爐底板之間設(shè)有護(hù)底板，爐底板與護(hù)底板之間設(shè)有隔尚架。
[0005]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于:
[0006]隔離架包括托盤和支撐結(jié)構(gòu)，托盤與爐側(cè)壁之間有間隙。
[0007]隔離架與護(hù)底板之間設(shè)有保溫氈。
[0008]支撐結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)與托盤同軸設(shè)置的支撐環(huán)，支撐環(huán)由垂直于托盤的支撐板圍合而成。
[0009]隔離架還包括多個(gè)定位件，多個(gè)定位件相對(duì)于托盤的中心等角度分布，且均突出于托盤的外緣，多個(gè)定位件突出于托盤的外緣的部分的徑向長(zhǎng)度相等。
[0010]多個(gè)定位件均與爐側(cè)壁相接觸。
[0011]托盤設(shè)有位于中心的開孔，支撐結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)支撐環(huán)，其中一個(gè)支撐環(huán)靠近開孔的邊緣，另一個(gè)支撐環(huán)靠近托盤的外緣。
[0012]另一種結(jié)構(gòu)是:
[0013]支撐結(jié)構(gòu)包括多個(gè)支撐體。
[0014]多個(gè)支撐體相對(duì)于托盤的中心等角度分布，且均突出于托盤的外緣，多個(gè)支撐體突出于托盤的外緣的部分的徑向長(zhǎng)度相等。
[0015]多個(gè)支撐體均與爐側(cè)壁相接觸。
[0016]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0017]1、本實(shí)用新型直拉單晶爐的爐底板與護(hù)底板之間設(shè)置隔離架，隔離架僅通過支撐結(jié)構(gòu)與爐底板接觸，解決了現(xiàn)有的熱場(chǎng)裝置中熱場(chǎng)裝置與爐底板直接接觸導(dǎo)致的熱能損耗大的問題，大幅度減少了熱能的損耗。
[0018]2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用效果好。使用本實(shí)用新型直拉單晶爐，可在不影響單晶品質(zhì)及拉速的前提下，達(dá)到等徑功率降低3?5KW。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1直拉單晶爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1直拉單晶爐的隔離架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的直拉單晶爐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2直拉單晶爐的隔離架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中，10.直拉單晶爐，11.殼體，12熱場(chǎng)裝置，13.隔離架，14.保溫氈，110.爐底板，111.爐側(cè)壁，112.開口，120.坩堝，121.加熱器，122.保溫結(jié)構(gòu)，123.護(hù)底板，124.坩堝軸，130.托盤，131.支撐結(jié)構(gòu)，132.定位件，232.支撐體，133.開孔，134.表面，135.底面，136.支撐環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]實(shí)施例1，參照?qǐng)D1和圖2，直拉單晶爐10，包括殼體11、熱場(chǎng)裝置12和隔離架13。熱場(chǎng)裝置12和隔離架13均位于殼體11內(nèi)。
[0026]殼體11包括相互配合的爐底板110與爐側(cè)壁111。爐底板110的中心處設(shè)有開口112。
[0027]熱場(chǎng)裝置12位于爐底板110上方。熱場(chǎng)裝置12包括坩堝120、加熱器121、保溫結(jié)構(gòu)122及護(hù)底板123。坩堝120用于盛放多晶硅料。坩堝120下方設(shè)有連接于驅(qū)動(dòng)器(圖未示)以帶動(dòng)坩堝120轉(zhuǎn)動(dòng)的坩堝軸124。坩堝軸124穿過爐底板110的開口 112。加熱器121圍繞坩堝120的外圍設(shè)置。保溫結(jié)構(gòu)122位于加熱器121的外圍，且與爐側(cè)壁111相對(duì)。護(hù)底板123位于坩堝120及加熱器121下方，且靠近爐底板110。
[0028]隔離架13位于爐底板110與護(hù)底板123之間。優(yōu)選地，隔離架13與護(hù)底板123之間設(shè)置保溫氈14。也就是說，在爐底板110上，依次為隔離架13、保溫氈14及護(hù)底板123。
[0029]隔離架13包括一個(gè)托盤130、一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)131與多個(gè)定位件132。支撐結(jié)構(gòu)131與多個(gè)定位件132均連接于托盤130。
[0030]托盤130為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且設(shè)有位于中心的開孔133。坩堝軸124穿過開孔133。托盤130設(shè)有相對(duì)的表面134與底面135。開孔133貫穿表面134與底面135。表面134靠近保溫氈14及護(hù)底板123。底面135靠近爐底板110。托盤130與爐側(cè)壁111之間有間隙，也就是說，托盤130不與爐側(cè)壁111接觸。支撐結(jié)構(gòu)131連接于托盤130的底面135。支撐結(jié)構(gòu)131包括至少一個(gè)與托盤130同軸設(shè)置的支撐環(huán)136。支撐環(huán)136由垂直于托盤130的支撐板圍合而成。本實(shí)施例中，支撐結(jié)構(gòu)131包括兩個(gè)支撐環(huán)136:—個(gè)靠近托盤130的內(nèi)緣，即，開孔133的邊緣；另一個(gè)靠近托盤130的外緣，且內(nèi)徑大于前述支撐環(huán)136的外徑。當(dāng)然，若支撐板的支撐強(qiáng)度足夠大，支撐環(huán)136的數(shù)量也可以僅為一個(gè)，如此，更有利于減少?gòu)淖o(hù)底板123傳遞至爐底板110的熱量從而進(jìn)一步減少熱損耗。
[0031]定位件132可連接于托盤130的底面135或外緣面。多個(gè)定位件132均突出于托盤130的外緣，且均與爐側(cè)壁111相接觸。多個(gè)定位件132相對(duì)于托盤130的中心等角度分布，且突出于托盤130的外緣的部分的徑向長(zhǎng)度相等。本實(shí)施例中，定位件132的數(shù)量為三個(gè)，相鄰兩個(gè)定位件132間的夾角為120度。每個(gè)定位件132均沿托盤130的徑向設(shè)置，多個(gè)定位件132突出于托盤130外緣的長(zhǎng)度相等。當(dāng)然，定位件132的數(shù)量也可以為兩個(gè)、四個(gè)或更多。定位件132也可沿不同于徑向的其它方向設(shè)置，多個(gè)定位件132的設(shè)置方向可以相同或不同，僅需多個(gè)定位件132突出于托盤130外緣的部分的長(zhǎng)度的徑向分量相等即可。
[0032]本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的直拉單晶爐10在爐底板110與熱場(chǎng)裝置12之間設(shè)置隔離架13，避免爐底板110與熱場(chǎng)裝置12直接接觸帶走大量的熱能。進(jìn)一步的，隔離架13的支撐結(jié)構(gòu)131減小了隔離架13與爐底板110的接觸面積，托盤130與爐側(cè)壁111之間有間隙，均可進(jìn)一步減少熱損耗。此外，隔離架13的多個(gè)定位件132結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)快速地將隔離架13同軸安裝于直拉單晶爐10的殼體11內(nèi)，避免傾斜安裝導(dǎo)致熱場(chǎng)裝置12不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
[0033]實(shí)施例2，本實(shí)施例的直拉單晶爐10與實(shí)施例1的大致相同，區(qū)別在于隔離架13的結(jié)構(gòu)不同。參照?qǐng)D3和圖4，隔離架13包括托盤130及連接于托盤130靠近爐底板110的一側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)131。支撐結(jié)構(gòu)131包括多個(gè)支撐體232。多個(gè)支撐體232均突出于托盤的外緣，且均與爐側(cè)壁111相接觸。多個(gè)支撐體232相對(duì)于托盤130的中心等角度分布，且突出于托盤130的外緣的部分的徑向長(zhǎng)度相等。本實(shí)施例中，支撐體232的數(shù)量為六個(gè)，每個(gè)支撐體232均沿托盤130的徑向設(shè)置。多個(gè)支撐體232 —方面可支撐托盤130，另一方面，可實(shí)現(xiàn)快速地將隔離架13同軸安裝于直拉單晶爐10的殼體11內(nèi)，避免傾斜安裝導(dǎo)致熱場(chǎng)裝置12不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
[0034]實(shí)施例2提供的直拉單晶爐10中，支撐結(jié)構(gòu)131兼具支撐與同軸定位的作用，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。
[0035]本實(shí)用新型提供的直拉單晶爐解決了現(xiàn)有的熱場(chǎng)裝置中熱場(chǎng)裝置與爐底板直接接觸導(dǎo)致的熱能損耗大的問題。使用該直拉單晶爐，可在不影響單晶品質(zhì)及拉速的前提下，達(dá)到等徑功率降低3?5KW。
【權(quán)利要求】
1.直拉單晶爐，包括殼體(11)和設(shè)置在所述殼體(11)內(nèi)的熱場(chǎng)裝置(12)，所述殼體(11)包括爐底板(110)和爐側(cè)壁(111)，所述熱場(chǎng)裝置(12 )位于爐底板(110)上方，熱場(chǎng)裝置(12)與爐底板(110)之間設(shè)有護(hù)底板(123)，其特征在于:所述爐底板(110)與所述護(hù)底板(123)之間設(shè)有隔離架(13);所述隔離架(13)包括托盤(130)和支撐結(jié)構(gòu)(131 )，所述托盤(130 )與所述爐側(cè)壁(111)之間有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉單晶爐，其特征在于:所述隔離架(13)與所述護(hù)底板(123 )之間設(shè)有保溫氈(14 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉單晶爐，其特征在于:所述支撐結(jié)構(gòu)(131)包括至少一個(gè)與所述托盤(130)同軸設(shè)置的支撐環(huán)(136)，所述支撐環(huán)(136)由垂直于所述托盤(130)的支撐板圍合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直拉單晶爐，其特征在于:所述隔離架(13)還包括多個(gè)定位件(132)，所述多個(gè)定位件(132)相對(duì)于所述托盤(130)的中心等角度分布，且均突出于所述托盤(130)的外緣，所述多個(gè)定位件(132)突出于所述托盤(130)的外緣的部分的徑向長(zhǎng)度相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直拉單晶爐，其特征在于:所述多個(gè)定位件(132)均與所述爐側(cè)壁(111)相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直拉單晶爐，其特征在于:所述托盤(130)設(shè)有位于中心的開孔，所述支撐結(jié)構(gòu)(131)包括兩個(gè)支撐環(huán)(136)，其中一個(gè)支撐環(huán)(136)靠近所述開孔的邊緣，另一個(gè)支撐環(huán)(136)靠近所述托盤(130)的外緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直拉單晶爐，其特征在于:所述支撐結(jié)構(gòu)(131)包括多個(gè)支撐體(232)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直拉單晶爐，其特征在于:所述多個(gè)支撐體(232)相對(duì)于所述托盤(130)的中心等角度分布，且均突出于所述托盤(130)的外緣，所述多個(gè)支撐體(232)突出于所述托盤(130)的外緣的部分的徑向長(zhǎng)度相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直拉單晶爐，其特征在于:所述多個(gè)支撐體(232)均與所述爐側(cè)壁(111)相接觸。
【文檔編號(hào)】C30B15/00GK203559152SQ201320553829
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】毛靜, 馬少林, 王福敏 申請(qǐng)人:銀川隆基硅材料有限公司, 西安隆基硅材料股份有限公司, 寧夏隆基硅材料有限公司, 無錫隆基硅材料有限公司