一种用于多晶铸锭炉的导流装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于多晶铸锭炉的导流装置，包括轴向连接的配接筒和导流筒；所述配接筒包括中空的配接筒部和进气台部，配接筒部的筒壁内设置与其共中心线的下端开口的第一缓冲腔，进气台部内设置进气孔，进气孔和第一缓冲腔连通；所述导流筒上端部的筒壁内设置上端面开口的且和第一缓冲腔对应的第二缓冲腔；所述导流筒的筒壁内设置至少一条自第二缓冲腔的下端面沿圆柱状螺旋线向下延伸的导流气道，导流气道的出口位于导流筒的下端部。本发明专利技术导流装置具有通向铸锭炉内的视场，导流装置使载气分散地吹射液态硅，增加载气和液态硅的接触面，减少载气导致的局域过冷及载气促进的杂质形成；同时载气驱动液态硅中产生旋转流场，促进杂质挥发。

A diversion device for polycrystalline ingot furnace

The invention discloses a diversion device for polycrystalline ingot furnace, including axial connection adapter tube and a guide tube; the adapting tube comprises a hollow tube and the air inlet is connected with Taiwan, the first buffer cavity is arranged at the lower end of the cylinder wall is connected with the inner tube with the center line of the opening. In the gas station within the Department is provided with an air inlet, inlet connected pores and the first buffer cavity; second buffer chamber is arranged on the end face of the opening and the first buffer cavity corresponding to the tube wall of the upper end of the guide tube within the airway wall of the cylinder; diversion diversion tube is arranged in the at least one buffer cavity end since second extending downwards along the cylindrical spiral line, the lower end of the guide outlet of the tube airway. The guide device has to ingot furnace field, the carrier gas flow guiding device dispersed injection liquid silicon, increase the contact surface of carrier gas and liquid silicon, the formation of local carrier gas to reduce impurity undercooling and promote carrier gas; while the carrier gas driven rotating flow field of liquid silicon, promote impurities volatile.

【技术实现步骤摘要】
一种用于多晶铸锭炉的导流装置本申请为申请号为201610082952.1、申请日为2016-02-03、名称为一种用于多晶铸锭炉的导流装置的分案申请。
本专利技术涉及一种导流装置，尤其涉及一种用于多晶铸锭炉的用以引导载气流向的导流装置，属于晶体生长设备领域。
技术介绍
多晶铸锭炉10主要由红外探测仪16、炉体11、导流装置12、隔热笼13、加热器14、石墨平台15构成，如图1所示。导流装置12包括石墨管123、配接螺母121和导流管122。导流管122的上端部设有和配接螺母121内螺纹相配合的外螺纹，导流管122的上端部穿过隔热笼的顶保温板中部的通孔，和顶保温板上方的配接螺母121固定，导流管122下端穿过石墨护板上方的盖板中部的通孔，正对坩埚内的硅料。石墨管123装配在配接螺母121和炉顶的观察孔之间。红外探测仪16设置在导流装置12的正上方，红外探测仪16的探头正对着铸锭炉内的硅料。导流装置12主要用于向炉内输送载气，观察炉内的状况，插入测晶棒测量晶体的生长速度，以及红外探测仪探测炉内硅料的状态。导流装置12是察看炉内状况特别硅料状况的唯一的观察途径。红外探测仪16用于探测硅料的状态是固态还是液态，在自动长晶工艺过程中，多晶铸锭炉根据红外探测仪16的信号的变化做出化料完成、中部长晶完成等报警处理，以警报操作人员及时通过导流装置12确认硅料的状态及长晶状况，并做出操作处理，进入下一步工序过程。多晶铸锭炉采用四侧壁、顶面五面加热的加热方式，如图1所示。坩埚内液态硅的四侧的温度高于中部的温度，将形成四侧的液态硅上浮、中部的液态硅下沉的自然对流流场。四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。如图1所示，载气经导流装置12的出口集中垂直地吹向液态硅17的中心区域，该区域单位面积上接触的载气量大，载气从该区域液态硅中带走的热量多，将造成该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，并促进杂质核快速生长形成宏观杂质，如碳化硅杂质、氮化硅杂质。碳化硅杂质具有电活性，会影响太阳能电池的转化效率。申请号201310564191.X及201310564069.2的中国专利申请中均公开了一种改变载气流向的导流装置，目的是使坩埚中液态硅旋转加强杂质的挥发。两件专利申请中公开的导流装置均使载气倾斜地吹向液态硅，也能够减少液态硅单位面积上所接触的载气量，但存在诸多问题：载气集中吹射液态硅表面的某一区域，仍易造成该区域温度下降液态硅过冷，促进液态硅中杂质形核生长；导流装置中通向铸锭炉内的视场均被完全遮挡，通过炉顶的观察窗经导流装置无法察看铸锭炉内的状态，不方便司炉操作；测晶棒无法穿过导流装置插到铸锭炉内，晶体生长速度不能测量；以及红外探测仪无法探测炉内硅料的状态，自动长晶工艺不能正常进行。因此，亟需开发一种用于改变载气流向的用于多晶铸锭炉的导流装置，以使载气分散地吹在液态硅表面的不同区域，改变载气流的流向，增加载气流和液态硅表面的接触面积，同时导流装置中具有通向铸锭炉内的视场。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于多晶铸锭炉的用以引导载气流向的导流装置。以克服现有技术的导流装置在应用中所存的问题：载气集中吹射液态硅表面的某一区域，载气从该区域带走大量热量，造成该区域液态硅局域过冷，促进液态硅中杂质形核生长；导流装置中通向铸锭炉内的视场被完全遮挡，通过观察窗经导流装置无法察看铸锭炉内的状态，不方便司炉操作；测晶棒不能穿过导流装置而无法插到铸锭炉内，晶体生长速度不便测量；红外探测仪无法探测炉内硅料的状态，自动长晶工艺不能正常进行。本专利技术的一种技术方案是提供一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其设计要点在于：包括轴向固定连接的配接筒和导流筒；所述配接筒包括中空的配接筒部和进气台部，配接筒部的筒壁内设置与其共中心线的下端开口的第一缓冲腔，进气台部上设置用于载气流入的进气孔，进气孔和第一缓冲腔间通过连通气道连通；所述导流筒上端部的筒壁内设置与其共中心线的上端面开口的第二缓冲腔，第二缓冲腔和第一缓冲腔相对应；所述导流筒的筒壁内设置至少一条自第二缓冲腔下端面沿圆柱状螺旋线向下延伸的导流气道，导流气道的出口位于导流筒的下端。在应用中，导流装置的导流筒的上端部穿过隔热笼的顶保温板中部的通孔，和设置在顶保温板上方的配接筒轴向装配，配接筒和导流筒通过螺纹紧固连接，使导流筒固定在顶保温板上。石墨管装配于配接筒和铸锭炉炉顶的观察孔之间，输气管设置在石墨管内，上端和铸锭炉上已有的载气的进气口连通，下端和本专利技术导流装置的进气孔连通。导流装置中具有通向铸锭炉内的视场，通过导流装置从炉顶的观察窗可察看铸锭炉内的状态、插入测晶棒、红外探测仪可正常探测铸锭炉内的硅料的状态，自动长晶工艺顺利进行。导流装置使载气分散倾斜地吹在液态硅表面的不同区域，增加载气流和液态硅表面的接触面积，载气流所接触区域的液态硅的过冷度减小，从而减少甚至避免了液态硅中由载气所促进的杂质的生成。在具体实施中，本专利技术还有如下进一步优选的技术方案。作为优选地，所述连通气道的一端部和进气孔相切连通，另一端部和第一缓冲腔的侧面相切连通。作为优选地，所述进气台部和配接筒部一体成型，并设置在配接筒部的内部。作为优选地，所述导流气道出口段的螺旋线的螺距逐渐减小，导流气道的出口位于导流筒的下端面；或者，所述导流气道出口段的螺旋线的螺距逐渐减小、半径逐渐增大，导流气道的出口位于导流筒外侧面的下端或位于导流筒的外侧面和下端面的交处。作为优选地，所述导流气道的数量为2个、3个或4个。作为优选地，所述配接筒的下端部设有内螺纹，所述导流筒的上端部设有和所述内螺纹相配合的外螺纹。作为优选地，所述导流筒的中部设有沿其外表面做周向延伸的呈环状的凸缘。作为优选地，所述配接筒和导流筒的材质为石墨或钼。本专利技术导流装置的进气台部设置在配接筒部的内部，为了避免在多晶铸锭炉的双层水冷的钢制炉体上、以及隔热笼的保温板上开设输气管贯穿的通孔，也方便输气管的布置连通。进气台部对导流装置中通向铸锭炉内的视场产生了遮挡，但被遮挡的面积不足视场面积的四分之一，导流装置中具有通向铸锭炉内的视场。通过导流装置从炉顶的观察窗可以察看铸锭炉内硅料的状态，可以插入测晶棒测量晶体的生长速度；红外探测仪通过导流装置可以探测炉内硅料的状态，自动长晶工艺顺利进行。导流装置把载气分成多束载气流分别倾斜地吹射液态硅表面的不同区域，有效地增加了载气和液态硅表面的接触面积，单位面积所接触的载气量较少，载气从单位面积带走的热量较少，载气导致该区域液态硅温度的降幅减小，过冷度减弱，减少甚至消除了该区域液态硅中由载气所导致的杂质过饱和形核以及所促进的杂质核生长形成杂质夹杂物。导流装置流出的出射载气流分散倾斜地吹射液态硅表面的，所吹射区域围绕液态硅的中心分布，出射载气流对液态硅产生载气应力，载气应力驱动表层液态硅流动，并形成作周向流动的旋转流场。旋转流场有利于液态硅内部的杂质输运到表面，促进杂质的挥发；旋转流场还有利于液态硅中质杂的输运和均匀分布，使晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其特征在于：包括固定连接的中空的导流筒部和进气台部，所述导流筒部上端部的筒壁内设置与其共中心线的缓冲腔；进气台部上设置用于载气流入的进气孔，进气孔和缓冲腔间通过连通气道连通；所述导流筒部的筒壁内设置至少一条自缓冲腔的下端面沿圆柱状螺旋线向下延伸的导流气道，导流气道的出口位于导流筒部的下端。

【技术特征摘要】
1.一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其特征在于：包括固定连接的中空的导流筒部和进气台部，所述导流筒部上端部的筒壁内设置与其共中心线的缓冲腔；进气台部上设置用于载气流入的进气孔，进气孔和缓冲腔间通过连通气道连通；所述导流筒部的筒壁内设置至少一条自缓冲腔的下端面沿圆柱状螺旋线向下延伸的导流气道，导流气道的出口位于导流筒部的下端。2.根据权利要求1所述的一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其特征在于：所述连通气道的一端部和进气孔相切连通，另一端部和缓冲腔的侧面相切连通。3.根据权利要求2所述的一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其特征在于：所述导流筒部和进气台部一体成型，进气台部设置在导流筒部的内部。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鸽，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：陈鸽，
类型：发明
国别省市：安徽,34