[发明专利]一种带有载气加热装置及导流装置的多晶铸锭炉在审

专利信息
申请号: 201710893534.5 申请日: 2016-02-03
公开(公告)号: CN107699945A 公开(公告)日: 2018-02-16
发明(设计)人: 陈鸽;其他发明人请求不公开姓名 申请(专利权)人: 陈鸽
主分类号: C30B28/06 分类号: C30B28/06;C30B29/06
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 232170 安徽省淮*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 带有 加热 装置 导流 多晶 铸锭
【说明书】:

本申请为申请号为201610082945.1、申请日为2016-02-03、名称为一种带有载气加热装置的多晶铸锭炉的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种多晶铸锭炉,尤其涉及一种带有载气加热装置的多晶铸锭炉,属于晶体生长设备领域。

背景技术

多晶铸锭炉包括炉体、隔热笼、加热器、换热平台、引流装置。加热器包括顶加热器和侧加热器,设置在隔热笼内;换热平台通过石墨立柱装配于下炉体并位于隔热笼内。装满硅料的坩埚放置在换热平台上,位于侧加热器内;引流装置贯穿并装配在隔热笼的顶隔热板上,其下端出口对着坩埚的中心部,用于输运载气。铸锭炉采用四侧面、顶面五面加热,则坩埚内液态硅的四边侧的温度高于中部的温度,将形成四边侧的液态硅上浮、中部的液态硅下沉的自然对流流场。四边侧温度较高的液态硅中熔解的某些杂质(如碳、氮)的熔解度若达到或接近饱和,当其流到中部时,由于温度降低,杂质熔解度达到过饱和,将导致杂质如碳、氮等形核析出;杂质核随着液流下沉温度下降并逐步生长形成杂质夹杂物。冷载气经引流装置的出口集中垂直地吹射液态硅的中心区域,载气从该区域液态硅中带走大量的热量,造成该中心区域液态硅温度进一步下降,过冷度增强,从而促进液态硅中的杂质如碳、氮等杂质过饱和形核析出,并促进杂质核生长形成宏观杂质,如碳化硅杂质、氮化硅杂质。碳化硅杂质具有电活性,影响太阳能电池的转化效率。因此,亟需开发一种带有载气加热装置的多晶铸锭炉,把冷载气经加热成温度较高的热载气后,再由引流装置吹射坩埚中的液态硅,以减少液态硅中载气导致的杂质形核及杂质核生长。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题,提供一种带有载气加热装置的多晶铸锭炉。以克服现有技术中所存在的问题:冷载气集中吹射液态硅表面的某一区域,如中部区域,载气从该区域带走大量的热量,造成该区域大幅降温,液态硅过冷,促进液态硅中杂质形核及杂质核生长形成杂质夹杂物。

本发明的一种技术方案是提供一种带有载气加热装置及导流装置的多晶铸锭炉,包括隔热笼和导流管,所述隔热笼为主要由侧隔热板、顶隔热板和底隔热板所构成的腔体,其设计要点在于:还包括导流装置和用于加热载气的加热装置,所述导流装置包括分流腔部、进气管部和至少一条导流气管;所述分流腔部主要由内侧壁、外侧壁、上端壁和下端壁所构成的呈环状的密闭腔体;进气管部设置在分流腔部的外侧壁的外部,进气管部的一端和分流腔部的外侧壁固定并连通;所述导流气管沿着非等螺距的圆柱状螺旋线分布在分流腔部的下方,导流气管的上端部和分流腔部的下端壁连通并固定,导流气管的下端部为出口;所述导流管装配在顶隔热板上,其下端穿过顶隔热板中部的通孔,并从顶隔热板的下端面伸出;所述导流装置和导流管下端部轴向固定连接;所述加热装置的输出端和导流装置的进气管部通过配接管道连通,输入端和载气的输送管连通。

在应用中,本发明多晶铸锭炉还有如下进一步优选的技术方案。

优选地,所述进气管部和分流腔部间通过连通管连通,所述连通管的一端部和进气管部相切连通并固定,另一端部和分流腔部的侧壁相切连通并固定。

优选地,所述加热装置为空气加热器,空气加热器的壳体内设置隔热层,空气加热器的输出端和导流装置的进气管部通过配接管道连通,输入端用于和载气的输气管连通,所述配接管道的外部包覆隔热层。

优选地,所述空气加热器为肋管式空气加热器。

优选地,所述加热装置为加热管,所述加热管设置于铸锭炉的隔热笼内,加热管的输出端和导流装置的进气管部通过配接管道连通,输入端和载气的输气管连通。

优选地,所述加热管迂回分布,设置于铸锭炉的加热器和隔热笼之间。

优选地,所述加热管为翅片管,设置于加热器的顶加热器和隔热笼的顶隔热板之间。

优选地,所述肋管、加热管的材质为钼、钨或钛。

优选地,所述导流气管出口段的螺旋线的螺距逐渐减小,导流气管的出口位于导流筒部的下端面;或者,

所述导流气管出口段的螺旋线的螺距逐渐减小、半径逐渐增大,导流气管的出口位于分流腔部外侧壁的延伸面的下端或位于分流腔部的外侧壁的延伸面的外部。

优选地,所述导流气管的数量为3个、4个或5个,围绕着导流装置的中心线均匀分布。

优选地,所述导流装置的材质为钼或钛。

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