[发明专利]一种能漏硅后防护的单晶炉

说明书

技术领域

本发明涉及光伏行业，具体为一种单晶生长发生漏硅事故时能对内部石墨件和炉体起防护作用的单晶炉。

背景技术

一般单晶炉生长系统主要由单晶炉体和热场系统组成。单晶炉体是生产单晶硅的主要生长设备，直拉单晶炉的热系统，也就是所谓的热场，是指为了熔化硅料，并使单晶生长保持在一定温度下进行的整个系统（如图1），主要包含保温系统（上保温盖1、下保温盖2、上保温筒3、中保温筒4、下保温筒5、导流筒12、保温底板6等）、发热系统（主要有石墨加热器8等）、支撑传动系统（坩埚轴7、托盘9、石墨坩埚10、石英坩埚11等）。

在单晶生长过程中往往会因各种原因导致漏硅事故的发生，一般情况下，漏硅事故主要原因是盛放原料的石英坩埚破裂，发生漏硅事故时硅液主要流向如图3所示，硅液从石英坩埚破裂处涌出沿着石墨坩埚的间隙流到托盘、坩埚轴，漏硅量大的时候会顺着坩埚轴流入坩埚轴波纹管内或保温底板和加热器上。传统热场的保温底板是平面的石墨结构（如图5、图6所示），保温底板中心处和沿中心线两侧对称有三个贯穿的孔分别用于坩埚轴护套和电极护套的放置。孔与各护套间有一定的缝隙，当硅液流到保温底板上时会沿着这个缝隙流入到保温底板的下部，从而进入单晶炉底，高温的硅液会烧坏炉底导致炉底夹层间的循环水喷出，水在高温的环境下会迅速气化，加速石墨热场和炉体的氧化损坏，甚至发生爆炸事故，损坏石墨部件和炉体部件，给生产造成极大的损失。

目前传统热场只是为了漏硅事故的减少而做一些改进，而当漏硅事故发生时只能任由损失的产生，而漏硅损失的大小往往无法估计。

一般情况下，硅液从破裂处涌出沿着石墨坩埚的缝隙流到托盘和坩埚轴上，这就需要寻求一种漏硅后防护的装置以减少损失。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中的问题,本发明提供了一种在发生漏硅事故后，能够最大程度地减少炉体结构和石墨热场重要部件损坏的单晶炉。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述的一种能漏硅后防护的单晶炉，它包括：保温底板、坩埚轴和加热器，还包括：硅液导流装置、加热器防护罩；所述硅液导流装置安装固定于坩埚轴上；所述加热器防护罩完全罩住加热器的底部，并紧贴着加热器腿部，当有硅液滴落时直接溅到此防护套上，杜绝了硅液直接与加热器接触粘连。

本发明中，所述保温底板上设有孔洞，在孔洞四周及保温底板的外沿四周设有向上突起的台阶，台阶的设计以防止硅液沿着孔与护套的间隙流入炉底，保护了单晶炉底的石墨热场和炉体，同时也使漏出的硅液最大程度地滴落收集于保温底板中，防止了硅料的损耗。

本发明中所述硅液导流装置为喇叭状且喇叭口朝下的石墨套管。喇叭状石墨套管的设计使硅液从石英坩埚破裂处涌出沿着石墨坩埚的间隙流到坩埚轴时不会向下直接流向炉底，而被石墨套管挡住，改变流动方向，并沿石墨套管的外壁流动，最后滴落到石墨套管下方的保温底板上。

本发明中所述硅液导流装置上设有内螺纹，所述坩埚轴上设有与硅液导流装置上内螺纹相匹配的外螺纹；硅液导流装置和坩埚轴通过内外螺纹固定在一起。或者在坩埚轴上打孔使之贯穿，将硅液导流装置从坩埚轴下部套进去，然后用两个碳碳材料做的小圆短棒分别插入两个小孔内以支撑硅液导流装置。要求小圆短棒插入的距离为坩埚轴的厚度即可，防止插入过深影响坩埚轴不锈钢螺丝从坩埚轴内部空间的通过。

本发明所述的单晶炉，在漏硅事故发生后可将硅液导流装置、加热器防护套敲掉取出，用小部件保护大部件，有效降低了漏硅事故后的损失。

有益效果：本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）本发明通过硅液导流装置、加热器防护罩以及设有突起台阶的保温底板的运用，使漏出的硅液最大程度地滴落收集于保温底板中，降低了硅料的损耗，同时有效地保护了加热器和波纹管等价格昂贵的部件不受硅液的破坏，降低了损失；

（2）本发明所述的单晶炉加工简单，操作简便。

附图说明

图1为现有技术中单晶炉的结构示意图。

图2为本发明所述单晶炉的结构示意图。

图3为现有技术中漏硅后漏硅流向图。

图4为本发明中漏硅后漏硅流向图。

图5为现有技术中保温底板的俯视图。

图6为现有技术中保温底板的剖视图。

图7为本发明中保温底板的俯视图。

图8为本发明中保温底板的剖视图。

具体实施方式