一种单晶炉热场及单晶炉制造技术

本实用新型专利技术提供了一种单晶炉热场及单晶炉，涉及太阳能光伏技术领域。其中，单晶炉热场包括保温组件、坩埚件、感应线圈和升降机构，感应线圈用于产生交变磁场，使坩埚件产生涡流，以使坩埚件产生热量，对坩埚件内的原料进行加热，升降机构用于驱动坩埚件升降。通过感应线圈对坩埚进行加热，可以减少加热过程中的热量损失，提高加热效率。同时可以通过调节感应线圈的电流，快速准确的控制热场内的温度。进一步的，通过升降机构的设置，可以控制感应线圈产生的交变磁场的位置，以控制热场内不同位置处的交变磁场的强度，进而准确控制热场内的温度梯度。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉热场及单晶炉
本技术涉及太阳能光伏
，特别是涉及一种单晶炉热场及单晶炉。
技术介绍
目前主要采用直拉法、在单晶炉中生产单晶硅。单晶炉内设置坩埚和支撑坩埚的埚帮。在单晶硅的生产过程中，先将多晶硅原料容置在坩埚内，通过埚帮外侧的加热器加热多晶硅原料以形成熔体后，将籽晶插入熔体依次经过引晶、放肩、转肩、等径和收尾等工序，拉制得到单晶硅棒。在该坩埚及加热器的外围，设置有保温组件，以减少热量损失。通常将包括该保温组件及其内侧的各部件，统称为热场。在单晶拉制过程的各个工序中，均需要控制热场内的温度，以达到预设的工艺需求。现有技术的单晶炉热场，主要采用石墨加热器产生热量，石墨加热器主要通过热辐射的方式对多晶硅原料进行加热，热传递效率低，传递过程中的热量损失较大。并且，随着单晶制造日益朝着大尺寸、大热场的方向发展，传统的石墨加热器固设在保温组件内侧、辐射式地向埚帮及坩埚内的多晶硅原料传递热量，逐渐难以适应大热场在精准控温以及快速升温/降温等方面的要求。
技术实现思路
本技术提供一种单晶炉热场及单晶炉，旨在解决单晶炉中石墨加热器的热传递效率低，热量损失较大，且无法准确、快速控制热场内的温度等问题。第一方面，本技术实施例提供了一种单晶炉热场，应用于单晶炉，所述热场包括保温组件和坩埚件，所述坩埚件用于容置原料，所述保温组件位于所述坩埚件外侧，所述热场还包括：感应线圈和升降机构；所述感应线圈套设在所述保温组件远离所述坩埚件的一侧，所述感应线圈用于产生交变磁场，通过所述交变磁场使所述坩埚件产生涡流，以加热所述坩埚件；所述升降机构与所述感应线圈相连接，用于驱动所述感应线圈升降。可选的，所述感应线圈包括由空心导线沿所述保温组件的周向绕设而成的线圈结构。可选的，所述空心导线的横截面为矩形，所述空心导线的矩形横截面中的第一边和第二边与所述感应线圈的轴线平行。可选的，所述空心导线的空心内部构成冷却腔室，所述空心导线的两端分别与冷却机构连接，以使所述冷却机构中的冷却介质在所述冷却腔室和所述冷却机构之间循环，对所述感应线圈进行降温。可选的，所述冷却介质为液态惰性气体。可选的，所述感应线圈还包括：承载环件和多个支撑件，所述承载环件套设在所述保温组件远离所述坩埚件的一侧，所述升降机构设置在所述承载环件的底部，所述承载环件与所述升降机构相连接，所述承载环件远离所述升降机构的一端与所述感应线圈连接，以承载所述感应线圈；所述多个支撑件沿所述感应线圈的周向间隔设置，所述支撑件的一端与所述承载环件固定连接，以将所述感应线圈固定在所述承载环件上。可选的，所述承载环件和支撑件由钼、钨或碳碳复合材料制成。可选的，所述坩埚件包括埚帮和坩埚，所述坩埚位于所述埚帮内，所述埚帮用于在所述交变磁场的作用下产生涡流，对所述坩埚进行加热，所述埚帮为多层复合结构。可选的，还包括：电磁屏蔽层，所述电磁屏蔽层环绕所述感应线圈，设置在所述感应线圈远离所述保温组件的一侧。第二方面，本技术实施例提供了一种单晶炉，包括如本实施例第一方面所述的单晶炉热场，所述保温组件和坩埚件均设置在所述炉体内，所述感应线圈位于所述炉体与所述保温组件之间，所述升降机构的一端延伸至所述炉体内。在本技术实施例中，在保温组件的外侧设置感应线圈，通过感应线圈产生的交变磁场使坩埚件产生涡流，对坩埚件进行加热，将现有的石墨加热器的辐射式加热改为直接加热，可以减少加热过程中的热量损失，提高加热效率。同时采用感应线圈进行加热时，可以通过调节感应线圈的电流，快速准确的调节交变磁场的强度，以快速准确的调节坩埚件产生的热量，进而快速准确的控制热场内的温度。并且，可以通过升降机构调节感应线圈的位置，控制感应线圈产生的交变磁场的位置，以控制热场内不同位置处的交变磁场的强度，进而准确控制热场内的温度梯度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本技术实施例一中的一种单晶炉炉体的剖视图；图2示出了本技术实施例一中的一种单晶炉热场的结构示意图；图3示出了本技术实施例二中的一种单晶炉炉体的剖视图；图4示出了本技术实施例二中的一种单晶炉热场的结构示意图；图5示出了图3中A位置的局部放大图。附图标记说明：101-主室，102-保温组件，1021-保温筒，1022-保温毡，103-坩埚托杆，104-坩埚托盘，105-坩埚件，1051-埚帮，1052-坩埚，201-感应线圈，2011-空心导线，20111-第一边，20112-第二边，20113-第一侧面，20114-冷却腔室，2012-第一端，2013-第二端，202-承载环件，203-支撑件，204-电磁屏蔽层，205-电源接头，301-升降机构。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一参照图1，图1示出了本技术实施例一中的一种单晶炉炉体的剖视图，炉体包括主室101，主室101内设置有单晶炉热场，热场包括保温组件102和坩埚件105，坩埚件105用于容置原料，保温组件102位于坩埚件105的外侧。本实施例中，感应线圈201套设在保温组件102远离坩埚件105的一侧，感应线圈201用于产生交变磁场，通过交变磁场使坩埚件105产生涡流，以对坩埚件105进行加热。升降机构301与感应线圈201相连接，用于驱动感应线圈201升降。如图1所示，单晶炉炉体具体可以包括主室101，主室101内可以设置有保温组件102、坩埚托杆103、坩埚托盘104和坩埚件105。其中，坩埚托盘104设置在坩埚件105的底部，用于承载坩埚件105，坩埚拖杆103设置在坩埚托盘104的底部，用于驱动坩埚托盘104和坩埚件105升降。保温组件102环绕坩埚托杆103、坩埚托盘104和坩埚件105设置，用于将坩埚托杆103、坩埚托盘104和坩埚件105等部件与外部环境隔离，以维持保温组件102内的温度。单晶炉热场内各部件的具体结构可参考现有技术，本实施例在此不做详细描述。参照图2，图2示出了本技术实施例一中的一种单晶炉热场的结构示意图，如图1和图2所示，感应线圈201可以是由硬度较大的导线绕设而成的筒状结构，感应线圈201环绕保温组件102，套设在保温组件102的外围，使保温组件102内的坩埚件105位于感应线圈201的内部。导线可以选用铜、铝、铁和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶炉热场，应用于单晶炉，所述热场包括保温组件和坩埚件，所述坩埚件用于容置原料，所述保温组件位于所述坩埚件的外侧，其特征在于，所述热场还包括：感应线圈和升降机构；/n所述感应线圈套设在所述保温组件远离所述坩埚件的一侧，所述感应线圈用于产生交变磁场，通过所述交变磁场使所述坩埚件产生涡流，以加热所述坩埚件；/n所述升降机构与所述感应线圈相连接，用于驱动所述感应线圈升降。/n

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉热场，应用于单晶炉，所述热场包括保温组件和坩埚件，所述坩埚件用于容置原料，所述保温组件位于所述坩埚件的外侧，其特征在于，所述热场还包括：感应线圈和升降机构；
所述感应线圈套设在所述保温组件远离所述坩埚件的一侧，所述感应线圈用于产生交变磁场，通过所述交变磁场使所述坩埚件产生涡流，以加热所述坩埚件；
所述升降机构与所述感应线圈相连接，用于驱动所述感应线圈升降。


2.根据权利要求1所述的单晶炉热场，其特征在于，所述感应线圈包括由空心导线沿所述保温组件的周向绕设而成的线圈结构。


3.根据权利要求2所述的单晶炉热场，其特征在于，所述空心导线的横截面为矩形，所述空心导线的矩形横截面中的第一边和第二边与所述感应线圈的轴线平行。


4.根据权利要求2所述的单晶炉热场，其特征在于，所述空心导线的空心内部构成冷却腔室，所述空心导线的两端分别与冷却机构连接，以使所述冷却机构中的冷却介质在所述冷却腔室和所述冷却机构之间循环，对所述感应线圈进行降温。


5.根据权利要求4所述的单晶炉热场，其特征在于，所述冷却介质为液态惰性气体。


6.根据权利要求1所述的单晶炉热场，其特征在于，所述感...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正远，李侨，周锐，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61