一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法，包括在碳碳埚帮（4）的内壁上开设一组上下贯穿的埚帮凹槽（4a），再沿着石墨埚托（6）与碳碳埚帮（4）的连接处开设一圈圆环槽（6a），在石墨埚托（6）的表面中部开设一组相交于石墨埚托（6）内的一点的埚托凹槽（6b），每条埚托凹槽（6b）的两端均与圆环槽（6a）相通。本发明专利技术的优点是有效减少石英坩埚变形鼓包的现象，维持正常的拉晶和设备的正常使用，保证拉晶质量和生产效率的稳定。

A method for improving the life of crucible for large size single crystal growth of solar energy grade

【技术实现步骤摘要】
一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法
本专利技术涉及光伏制造
，尤其是一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法。
技术介绍
随着现有直拉法单晶炉投料量持续增加、取段次数增多，导致单晶炉运行时间大幅增加，石英坩埚变形的情况也更加频繁。目前，整个太阳能级大尺寸单晶热场结构主要分为三部分——第一部分是保温系统，由上保温桶、侧保温桶和下保温桶构成；第二部分是加热部分，由顶加热器、侧加热器及相关的支撑部分构成，其中包括石英坩埚和包覆于石英坩埚外的碳碳埚帮，二者均为直臂结构，石英坩埚内设有外导流筒；第三部分是坩埚及相应的承载冷却系统，包括与碳碳埚帮相连的石墨埚托。但是，石英坩埚和碳碳埚帮均为直壁结构，二者紧密结合，因此在高温下产生的气体无法排出，导致石英坩埚侧面变形鼓包；当石英坩埚侧面鼓包后，外导流筒与石英坩埚间距变小进而接触，发生摩擦、剐蹭等现象，硅溶液液面会抖动，使得无法正常拉晶；同时，石英坩埚直接坐到石墨埚托上，当石墨埚托未清理干净或石英坩埚底部存在质量问题时，坩埚与埚托之间产生的气体无法排出，导致石英坩埚底部变形鼓包，当此时继续加料，存在漏硅风险，只能进行停炉处理。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了解决现有坩埚在使用中易变形鼓包、影响拉晶质量和生产效率的问题，提供了一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法，可以有效减少石英坩埚变形鼓包的现象，维持正常的拉晶和设备的正常使用。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法，包括以下具体步骤：（1）选点划线：在碳碳埚帮的内壁上沿和下沿分别选取一组点，上下每点之间对应连一条线；（2）埚帮凹槽的开设：沿着每条连接线开设一条宽度5mm、深度3mm的埚帮凹槽，埚帮凹槽由上至下贯穿碳碳埚帮的内壁；（3）圆环槽的开设：接着，沿着石墨埚托与碳碳埚帮的连接处，在石墨埚托上开设一圈圆环槽，宽度为3mm、深度为3mm；（4）埚托凹槽的开设：在石墨埚托中部开设一组宽度为3mm、深度为3mm的埚托凹槽，埚托凹槽相交于石墨埚托内的一点，且每条埚托凹槽的两端均与圆环槽相通。进一步地，在碳碳埚帮的内壁上选取点时等分选取，每条开设的凹槽之间相互平行。进一步地，圆环槽上开设一组垂直的通气圆孔，通气圆孔的直径为3mm，且其上下贯穿于石墨埚托。进一步地，通气圆孔在圆环槽上等分选取，以保证气体均匀排出。进一步地，埚托凹槽相交于石墨埚托的中心。本专利技术的技术方案中，通过在碳碳埚帮上开槽，可以将石英坩埚与碳碳坩埚中间的气体排出，减少石英坩埚侧面变形的问题发生，维持正常的拉晶；同时，石英坩埚与石墨埚托之间的气体可沿着埚托凹槽和圆环槽内排出，减少石英坩埚底部变形的情况，使得坩埚可以正常使用。附图说明图1为现有的太阳能级大尺寸单晶生长的坩埚整体结构图；图2为本专利技术的碳碳埚帮的立体结构图；图3为本专利技术的碳碳埚帮的俯视图；图4为图3的A-A剖视图；图5为本专利技术的石墨埚托的立体结构图；图6为本专利技术的碳碳埚帮与石墨埚托的装配示意图。具体实施方式实施例1为使本专利技术更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术的一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，现有的太阳能级大尺寸单晶生长的坩埚包括由上保温桶1、主保温桶2和下保温桶3组成的保温系统，其内部设有加热装置8，加热装置8内设有碳碳埚帮4，碳碳埚帮4的下部与石墨埚托6相连，在碳碳埚帮4和石墨埚托6组成的空腔内设有一个石英坩埚5，石英坩埚5的中上部设有一对外导流筒10和内导流筒9，石墨埚托6的底部还连有一根竖直的拖杆7，以用于坩埚的升降。参见图2~6，本专利技术主要针对碳碳埚帮4、石英坩埚5和石墨埚托6这三个装置进行改造，提供了一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：（1）在碳碳埚帮4的内壁上沿等分选取十个点、下沿等分选取十个点，上下每点之间对应连一条线；（2）沿着每条连接线上开设一条宽度5mm、深度3mm的埚帮凹槽4a，埚帮凹槽4a由上至下贯穿碳碳埚帮4的内壁，每条埚帮凹槽4a之间相互平行；（3）接着，沿着石墨埚托6与碳碳埚帮4的连接处，在石墨埚托6上开设一圈圆环槽6a，宽度为3mm、深度为3mm；（4）圆环槽6a上开设四个等分的通气圆孔6c，通气圆孔6c的直径为3mm，且其上下垂直贯穿于石墨埚托6；（5）最后，在石墨埚托6中部开设四条等分的埚托凹槽6b，埚托凹槽6b相交于石墨埚托6的中心，且每条埚托凹槽6b的两端均与圆环槽6a相通。本专利技术中，圆环槽6a、埚托凹槽6b和通气圆孔6c为贯通的，当产生气体时，气体可沿着埚帮凹槽4a、埚托凹槽6b和圆环槽6a排至通气圆孔6c内，从而可以有效排出气体，防止气体积聚对坩埚产生的影响，通过在碳碳埚帮上开槽，可以将石英坩埚与碳碳坩埚中间的气体排出，减少石英坩埚侧面变形的问题发生，维持正常的拉晶；同时，石英坩埚与石墨埚托之间的气体可沿着埚托凹槽和圆环槽内排出，减少石英坩埚底部变形的情况，使得坩埚可以正常使用，提高坩埚的使用寿命。除上述实施例外，本专利技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利技术要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：/n步骤一：选点划线：在碳碳埚帮（4）的内壁上沿和下沿分别选取一组点，上下每点之间对应连一条线；/n步骤二：埚帮凹槽（4a）的开设：沿着每条连接线开设一条埚帮凹槽（4a），埚帮凹槽（4a）由上至下贯穿碳碳埚帮（4）的内壁；/n步骤三：圆环槽（6a）的开设：沿着石墨埚托（6）与碳碳埚帮（4）的连接处，在石墨埚托（6）上开设一圈圆环槽（6a）；/n步骤四：埚托凹槽（6b）的开设：在石墨埚托（6）的表面中部开设一组埚托凹槽（6b），埚托凹槽（6b）相交于石墨埚托（6）内的一点，且每条埚托凹槽（6b）的两端均与圆环槽（6a）相通。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤一：选点划线：在碳碳埚帮（4）的内壁上沿和下沿分别选取一组点，上下每点之间对应连一条线；
步骤二：埚帮凹槽（4a）的开设：沿着每条连接线开设一条埚帮凹槽（4a），埚帮凹槽（4a）由上至下贯穿碳碳埚帮（4）的内壁；
步骤三：圆环槽（6a）的开设：沿着石墨埚托（6）与碳碳埚帮（4）的连接处，在石墨埚托（6）上开设一圈圆环槽（6a）；
步骤四：埚托凹槽（6b）的开设：在石墨埚托（6）的表面中部开设一组埚托凹槽（6b），埚托凹槽（6b）相交于石墨埚托（6）内的一点，且每条埚托凹槽（6b）的两端均与圆环槽（6a）相通。


2.根据权利要求1所述的用于提高太阳能级大尺寸单晶生长用坩埚寿命的方法，其特征在于：
圆环槽（6a）上开设一组垂直的通气圆孔（6c），通气圆孔（6c）的直径为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世超，闫斌，张小虎，段俊飞，马新星，
申请(专利权)人：包头美科硅能源有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15