[发明专利]一种用于人工晶体炉的晶体冷却装置

说明书

一种用于人工晶体炉的晶体冷却装置，涉及人工晶体制备技术领域，本发明通过在上法兰（3）与下法兰（5）之间设有复数个晶体冷却管（7），在晶体冷却管的外围设有冷却介质通道，通过冷却介质对坩埚以上的空间形成低温区，即形成下高上低的温度梯度，同时还可以实现降低坩埚上方熔融硅液的温度，增加硅液的粘稠度，利于硅液跟随籽晶结晶，最主要的是还可以对硅芯进行冷却，进而提高硅芯的拉制速度，本发明在提高硅芯拉制速度的同时，还实现了多根硅芯的同时拉制等，本发明用于碎硅料同时拉制多根硅芯的装置时，有效的避免了碎硅料的资源浪费等，适合大范围的推广和应用。

技术领域

本发明涉及人工晶体制备技术领域，尤其涉及一种晶体冷却装置，具体涉及一种用于人工晶体炉的晶体冷却装置。

背景技术

随着光伏行业的发展，全球对多/单晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。受此影响，作为太阳能电池主要原料的多/单晶硅价格快速上涨，国内很多企业均在扩产。

以多/单晶硅为例，多/单晶硅在整个生产过程中，硅芯的使用量非常大，现有的硅芯大多是通过区熔的方式制备获得的（主要通过高频线圈、籽晶夹头来完成拉制过程），其工作原理如下：工作时通过给高频线圈通入高频电流，高频感应加热，使高频线圈产生电流对原料棒产生磁力线，加热后的原料棒上端头形成融化区，然后将籽晶插入融化区，当籽晶的端头与原料棒的融区融为一体后，慢慢提升籽晶，融化后的原料融液就会跟随籽晶上升，形成一个新的柱形晶体，这个新的柱形晶体便是硅芯的制成品。

在实际生产过程中，发现硅芯制备过程中出现的余料，不小心折断的硅芯，多/单晶硅生产企业在还原、切割、磨抛等工艺阶段产生的碎料等处理非常繁琐，很多企业为了图省事，直接将上述碎料丢弃或者长期堆放在仓库中，还有一些企业将上述碎料进行回收，通过直拉炉拉制成硅棒，然后使用硅棒再拉制成硅芯，这样不仅增加了硅芯拉制的成本，还造成了较大的资源浪费等，那么如何将碎硅料进行再利用就成了本领域技术人员的长期技术诉求。

发明人通过检索发现，中国发明专利，专利号为200910064106.7，申请日为2009年1月20日，专利名称为一种晶体碎料拉制硅芯及实施该方法的一种装置，该专利中给出了一种使用晶体碎料拉制硅芯的装置及方法，该专利虽说可以利用碎硅料拉制硅芯，但拉制出的硅芯因冷却速度慢，进而导致硅芯的椭圆度稍大及拉制效率低等，那么如何提供一种用于人工晶体炉的晶体冷却装置就成了本领域技术人员的长期技术诉求。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明提供了一种用于人工晶体炉的晶体冷却装置，本发明通过在晶体冷却管的外围设置冷却介质通道，通过冷却介质对坩埚以上的空间形成低温区，即形成下高上低的温度梯度，降低坩埚上方熔融硅液的温度，增加硅液的粘稠度，利于硅液跟随籽晶结晶等，进而实现多根硅芯的同时其快速的拉制等。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于人工晶体炉的晶体冷却装置，包括上法兰、下法兰、晶体冷却管和冷却介质通道，在所述上法兰与下法兰之间设有复数个晶体冷却管，在晶体冷却管的外围设有冷却介质通道，所述冷却介质通道的进口通过管道连接冷却源，冷却介质通道的出口通过管道连接冷却介质回收机构形成所述的用于人工晶体炉的晶体冷却装置。

所述的用于人工晶体炉的晶体冷却装置，所述下法兰的下方设有冷却盘，所述冷却盘的中部设有空腔，在所述空腔内设有复数个固定柱，在每个固定柱上分别设有晶体提拉孔，空腔分别连通出水管和进水管，所述出水管和进水管连通冷却介质通道。