[实用新型]一种磁极间距可调式单晶炉电磁场装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单晶炉配套使用的电磁场装置，属于太阳能电池半导体制造的技术领域。

背景技术

太阳能作为一种开发潜力巨大的可再生能源，日益受到世界各国的高度关注。在太阳能级单晶硅的生长过程中，盛放于石英坩埚(材质为高纯度SiO₂)中的高纯硅料经加热后，在大于1420℃的高温下熔化成液体并强烈对流，对石英坩埚壁产生剧烈冲刷，使得石英坩埚中的氧元素进入硅液，并最终以间隙氧的形式存在于单晶硅片以及单晶硅太阳能电池中。太阳能电池在使用过程中，由石英坩埚引入的氧会导致电池效率的衰减。这一问题引起人们足够的重视，已成为广大单晶硅生产厂家所面临的重要问题。

目前针对太阳能电池效率衰减的问题主要方法之一就是对现有单晶炉加磁场装置，来拉晶减少氧含量。国际上一些发达国家，拥有直拉单晶炉磁场技术，用于大直径半导体级单晶硅生产，但其设备往往结构庞大复杂、价格昂贵，不适合在国内广泛加以应用。在中国专利公报中也找到相关的磁场专利技术，它们涉及到的一种电磁场装置，但此磁场装置存在以下问题：①重量重，有8-10吨不适合在现有太阳能级单晶硅磁场直拉(MCZ)上加以应用。②极间距固定，很难适应不同炉型尺寸的变化要求。在这样的情况下我们提出一种磁极间距可调式单晶炉电磁场装置，此磁场装置结构简单、抑制硅溶液热对流效果明显，控制了单晶硅中的氧浓度，提高了硅片的性能。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种磁极间距可调式单晶炉电磁场装置。此装置整体重量轻(≤5吨)，可以实现快速安装，无需改变现有单晶炉基础；极间距可调，适应广，可以大大降低单晶硅生产厂家引入磁场技术升级的成本，有效提高太阳能硅片的性能。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由调节板、轭板、连接板、磁极构成，所述的轭板有两块，并分别安装在左右布置的、带有调节孔的调节板上，所述的轭板上各自固定安装有相对布置的左右两个磁极；所述的左右两轭板通过各自固定安装着的调节板以及横置于所述调节板之间的连接板而连接在一起并构成一个完整的磁系回路。

所述的磁极由线圈、铁芯、磁极头、安全罩构成；所述的线圈内安装有铁芯，外面装有安全罩；所述的左右两磁极头成阶梯圆弧形并分别固定安装在所述的铁芯上，布置成正对面安装形成一水平横向磁场。

所述的调节板上设置有由四个腰形孔组成的调节孔，所述的轭板通过所述的调节孔可左右适量移动且可调节地固定连接在所述的调节板上，在所述的调节板还配置有对轭板进行连接固定用的螺栓。

本实用新型所述的整个电磁场装置工作的时，通过主电路和控制电路来控制线圈磁场的大小。线圈直接使用现有单晶炉上的冷却水冷却，无需在外加冷却系统，结构简单。

所述的磁极头其加工成阶梯圆弧形，更加贴近单晶炉，减少外围的漏磁。两磁极对称且极性相反，构成水平横向磁场，中心磁场强度可达1200GS对抑制硅熔体的热对流有明显的效果。

本实用新型通过电磁场装置有效的抑制硅熔体热对流，降低单晶硅中的氧浓度，提高太阳能硅片的性能；磁极间距可调电磁场装置，可以适应现有多种单晶炉结构；此电磁场装置采用卧式结构，整体重量轻，直接在二层楼面实现快速安装，无需改变现有单晶炉基础，可以大大降低单晶硅生产厂家引入磁场技术升级的成本。

附图说明

图1是本实用新型主视结构示意图。

图2是本实用新型俯视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：图1、2所示，本实用新型主要由调节板1、安全罩2、线圈3、铁芯4、轭板5、连接板6、磁极头7、调节孔8、磁极9等构成，所述的轭板5有两块，分别固定安装有左右两磁极9；所述的左右两轭板5通过两调节板1和连接板6连接，构成一个完整的磁系回路。

所述的磁极9由线圈3、铁芯4、磁极头7、安全罩2构成。所述的线圈3里面装有铁芯4，外面装有安全罩2。所述的左右磁极头7都安装固定在铁芯4上，且可以上下调节移动工作位置，磁极头7正对面安装，磁极通电工作的时候相对并相吸，构成水平横向磁场。

所述的轭板5安装在调节板1上，在所述调节板1上设有可以移动调节距离的调节孔8，实现左右轭板、磁极中心距的适量可调。调节孔8是有四个腰形孔组成，可以左右适量移动调节轭板并且通过螺栓来连接固定，使轭板和连接板紧密贴合在一起保证整个磁场的回路。调节板适量可调，实现左右轭板、磁极中心距的适量可调，可以使电磁场装置适应现有多种单晶炉结构。