[发明专利]一种多晶硅晶体生长炉热场结构

说明书

技术领域

 本发明涉及一种新型的多晶硅晶体生长炉热场结构，属太阳能光伏设备制造技术领域。

背景技术

多晶硅晶体生长炉是将硅原料经过加热、长晶、退火等工艺使硅定向凝固，通过控制热场的温度变化形成单方向的热流，从而形成定向的柱状晶体。目前在国内外普遍采用的定向凝固生长方法是热交换法。实现热交换法主要有两种结构，一种是热场采用四周加热或四周与顶部同时加热，在晶体定向凝固开始时，通过保温屏的向上移动，长晶器底部开始降温，使硅融体形成晶体向上生长，这种生长方法在保温屏打开时造成热能损耗较大，热效率不高。另一种热场是采用顶部和底部加热器，在晶体定向凝固开始时，底部加热器功率加大（以减小下部温度急剧下降），同时热门快速全部打开，这种生长方法在热门全部打开时同样造成热能损耗较大，而且无法形成长晶的热壁效应，不利于硅融体的内部排杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种降低了热能损耗，同时有利于晶体单向生长，从而提高晶体的生长质量，缩短晶体生长周期的多晶硅晶体生长炉热场结构。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。一种多晶硅晶体生长炉热场结构，它包括由上保热屏、侧保温屏和保温底板构成的固定保温屏，在固定保温屏内设有长晶器、坩埚和加热器；其特点是：在保温底板的下部设有热门，在热门下部连接设有热交换器，热门上还连接设有热门开启装置。

本发明所述的热门开启装置是用于打开热门的，因此，现有技术中任何可以用于打开热门的装置均可以用于本发明。优选使用本发明所公开的热门开启装置。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是：所述的热门由若干块门体对称设置，每块门体均与热门开启装置连接。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是：所述的热门由4块门体呈中心对称设在保温底板的下部。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是：所述的热门由2块门体呈左右对称设在保温底板的下部。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是：所述的热门开启装置包括连接在一块门体上的电动推杆，电动推杆通过连动装置与另一块门体连接。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是：所述的热交换器的周围设有保温层，在热交换器内部设有冷却水管道，在热交换器上还设有与冷却水管道连通的进水管和出水管。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是：所述的加热器设在坩埚的四周，或者设在坩埚的四周及顶部。所述的加热器可以采用现有技术中公开的任何一种加热方式进行加热。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是：所述的热门开启装置包括电机，电机通过传动机构与转轴连接，转轴上连接设有曲柄和导轨，导轨上设有连杆销，曲柄与连杆连接，连杆与热门分别连接在连杆销上。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是：所述的热门开启装置为连接在热门上的电动推杆。

本发明使用时，采用固定保温屏保温，使用加热器对硅料加热，用加热器对硅料加热，通过热门开度大小的调节来控制热场的温度变化，使被溶化的硅料形成凸形固液界面实现长晶，进行定向生长柱状晶体，有效地减少硅熔体四周冷热量的能量交换，降低了热能损耗，同时有利于晶体单向生长，从而提高晶体的生长质量，缩短晶体生长周期。同时由于保温屏是固定的密闭结构，热门在打开的过程中，坩埚周围的热量与下部四周的热量没有进行热交换，从而降低了热能损耗，缩短了晶体生长周期。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图（热门打开状态）。

图2为本发明的另一种结构示意图。

图3为本发明的又一种结构示意图。

图4为本发明的再一种结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明。本发明所述的实施例是示例性的，以下的实施例仅用于解释本发明，而不能用于对本发明的限制。