[发明专利]一种热场稳定的单晶炉

说明书

本发明涉及光伏设备技术领域，且公开了一种热场稳定的单晶炉，包括炉体，所述炉体的顶部固定安装有上炉，所述炉体内腔的底面固定安装有籽晶杆固定装置，籽晶杆固定装置的底部固定安装有籽晶杆，炉体内腔的底部活动套装有轴杆，轴杆的顶部固定安装有轴座，轴座的顶部固定安装有导温容器。本发明单晶炉因为隔离套与炉体内壁之间形成倾斜锐角，实现了对环形磁铁的位置自动调整至单晶炉的中心处，保证了籽晶杆始终处于石英坩埚的轴心处，增加了单晶硅柱提纯的质量，而向下作用力将增加保温罩对石英沙层的作用力，从根本上增加了保温罩的稳定性，保证了保温罩不会偏移，增加了热场的稳定，保证了单晶硅柱提纯的稳定性。

技术领域

本发明涉及光伏设备技术领域，具体为一种热场稳定的单晶炉。

背景技术

单晶炉是光伏设备中一种用于单晶硅提纯的设备，单晶炉热场的组成部为三个部分，底部为支撑部分，中部为加热部分，顶部为保温部分，支撑部分如图6中导温容器14底部轴杆13，加热部分的作用是利用控温系统对放置在导温容器14内部的石英坩埚17进行加热，从而保证保温罩18内部放置的固体多晶硅融化成液体，再利用放置在石英坩埚17内部的籽晶杆121对熔融的液体内部的单晶硅进行提纯，保温部分是石英坩埚17顶部的保温罩18，用于保证提纯环境温度的稳定，以利于单晶的生成。

现有技术中在导温容器14的内部人工填入石英沙层16用以对石英坩埚17进行导热恒温，因为石英沙层16和石英坩埚17是人工利用测量工具进行测量完成，保证石英坩埚17位于导温容器14的轴心处，这种的放置方法存在误差，使得石英坩埚17中心与籽晶杆121的位置出现偏移，在后续提纯的过程中需要对石英坩埚17进行匀速旋转，由于石英坩埚17内部的多晶硅在一段时间后是固液气三相混合状态，而旋转的过程中，因离心力的作用，固体状态的单晶硅会偏移至石英坩埚17的内壁处，且次分布为不均匀分布，又因为石英沙层16为流体状态，会导致石英坩埚17发生中心偏移的现象，偏移过后会加剧石英坩埚17出现偏移，导致籽晶轴121提升出来的单晶硅柱变得弯曲，降低提取出单晶硅柱的质量，同时影响了籽晶轴对坩埚内部边缘处的单晶硅进行提取，降低了对整体石硅溶液中单晶硅提取的速率；

保温部分的保温罩18与石英坩埚17的连接方式是卡接，以便于提纯过程出现意外而快速拆分热场收取原料进行及时止损，由于上述离心力的作用，石英坩埚17的晃动存在使得保温罩偏离的风险，一旦保温罩18出现偏移，保温罩内部的固液气三相混合环境将出现更变，使得籽晶杆提纯过程会出现多晶硅晶体，降低了单晶硅柱提纯的质量。

发明内容

本发明提供了一种热场稳定的单晶炉，具备籽晶轴在拉直过程稳定处于石英坩埚中部的优点，解决了现有技术由于轴承杆旋转上升导致石英沙层因离心力偏转和石英坩埚内部液体受离心力而导致石英坩埚偏转，最终使得籽晶轴与石英坩埚轴心处出现偏移而导致直拉处的单晶硅质量出现偏差的问题。

本发明提供如下技术方案：一种热场稳定的单晶炉，包括炉体，所述炉体的顶部固定安装有上炉，所述炉体内腔的底面固定安装有籽晶杆固定装置，所述籽晶杆固定装置的底部固定安装有籽晶杆，所述炉体内腔的底部活动套装有轴杆，所述轴杆的顶部固定安装有轴座，所述轴座的顶部固定安装有导温容器，所述导温容器的外部活动套装有加热电阻丝圈，所述加热电阻丝圈的内腔填充有石英沙层，所述石英沙层的中部放置有石英坩埚，所述石英坩埚的顶部活动连接有保温罩，所述保温罩外圈的中部固定套装有环形磁铁，所述炉体的内壁固定安装有磁力环，所述磁力环的形状为由若干个电磁铁围成的多微元的圆环状，所述磁力环与炉体内壁之间形成的角为锐角，所述环形磁铁上升的最高处与磁力环的高度一致，所述环形磁铁与磁力环之间侧面的磁极相同。

可选的，所述电磁铁的外部包裹有隔离套。

可选的，所述隔离套为非磁性金属材料，所述隔离套靠近环形磁铁的侧面设有开口。

可选的，所述石英坩埚顶部的边缘放置有位于石英沙层顶面的稳定圈，且稳定圈的顶部开设有凹槽，所述保温罩的底部焊接有与凹槽相适配的凸块，且凸块的材料为耐高温受热膨胀金属。