本发明专利技术公开了一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置以及单晶硅生长方法，涉及单晶硅生长领域。该水冷热屏结构的一具体实施方式包括：内壳的内表面排列设置槽形结构；内壳的剖面和外壳的剖面均为倒置的等腰梯形结构；内壳套装在外壳内，内壳的上边缘和下边缘分别与外壳的上边缘和下边缘密封连接；内壳与外壳之间形成空腔，冷却水导流装置设置于空腔内。该实施方式能够有效地提高水冷热屏结构吸收热辐射的能力，从而提高水冷热屏结构的散热效果。从而提高水冷热屏结构的散热效果。从而提高水冷热屏结构的散热效果。
【技术实现步骤摘要】
一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置以及单晶硅生长方法
[0001]本专利技术涉及单晶硅生长领域，尤其涉及一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置以及单晶硅生长方法。
技术介绍
[0002]目前直拉法或直拉区熔结合法制备太阳能用单晶硅过程中，为了提升单位时间的产出量，提升单晶硅生长速度是需要克服的关键问题。单晶硅生长速度受结晶界面附近的晶体的纵向温度梯度影响比较大，结晶界面附近的晶体的温度梯度越大，单晶硅生长越快。由于硅从液态转化为固态需要释放大量的热，那么增加结晶界面附近的晶体的纵向温度梯度的一种方式是使晶体能够快速散热。目前主要通过水冷热屏结构为晶体散热。
[0003]由于水冷热屏结构不能与晶体或硅液接触，因此晶体与水冷热屏之间热的传输主要靠辐射方式，即水冷热屏内表面吸收热辐射，并将吸收的部分热传输给循环水。
[0004]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0005]由于现有的水冷热屏结构的内表面是光滑表面，具有比较强的反射能力，导致现有的水冷热屏吸收热辐射能力比较差。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置以及单晶硅生长方法，能够有效地提高水冷热屏结构吸收热辐射的能力，从而提高水冷热屏结构的散热效果，以有效地增大结晶界面附近的晶体的纵向温度梯度。
[0007]为实现上述目的，根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种水冷热屏结构，包括：内壳、外壳、冷却水导流装置，其中，
[0008]内壳的内表面排列设置槽形结构；
[0009]内壳的剖面和所述外壳的剖面均为倒置的等腰梯形结构；
[0010]内壳套装在外壳内，内壳的上边缘和下边缘分别与外壳的上边缘和下边缘密封连接；
[0011]内壳与外壳之间形成空腔，冷却水导流装置设置于空腔内。
[0012]优选地，所述槽形结构排列于所述内壳的内表面的部分区域或全部区域。优选地，所述槽形结构在所述内壳的内表面密集排列。
[0013]优选地，所述槽形结构为轴向槽。
[0014]优选地，所述槽形结构为径向槽。
[0015]优选地，所述槽形结构的截面为V形、U形、弧形、类矩形以及扇形中的任意一种形状。
[0016]优选地，针对所述内壳的内表面仅排列设置有一种形状的槽形结构的情况，
[0017]相邻两个所述槽形结构的相邻两个侧壁相交。
[0018]优选地，针对所述内壳的内表面排列设置有多种形状的槽形结构的情况，
[0019]相邻两个所述槽形结构的相邻两个侧壁相交，或者，相邻两个所述槽形结构具有同一侧壁。
[0020]优选地，所述槽形结构的夹角不大于90度。
[0021]优选地，所述槽形结构1011的深度不小于2mm。
[0022]优选地，相邻两个所述槽形结构1011的相邻侧壁之间的间距不大于30mm。
[0023]第二方面，本专利技术实施例提供一种单晶硅生长装置，包括：单晶炉本体以及上述任一项水冷热屏结构，其中，
[0024]所述水冷热屏结构设置于所述单晶炉本体内。
[0025]优选地，水冷热屏结构位于单晶炉本体包括的坩埚上方。
[0026]优选地，所述水冷热屏结构包括的进水管以及出水管分别固定于所述单晶炉本体的炉盖上。
[0027]优选地，所述单晶硅生长装置，进一步包括：第一升降装置，其中，
[0028]所述第一升降装置用于控制所述单晶炉本体包括的坩埚上下移动。
[0029]优选地，所述单晶硅生长装置，进一步包括：第二升降装置，其中，
[0030]所述第二升降装置用于控制所述水冷热屏结构上下移动。
[0031]第三方面，本专利技术实施例提供一种利用具有上述水冷热屏结构的单晶硅生长装置进行单晶硅生长的方法，包括：
[0032]单晶硅穿过所述水冷热屏结构拉直生长的步骤；
[0033]控制硅液面与加热器之间的相对位置不超过误差阈值，所述加热器用于加热硅液；
[0034]控制所述水冷热屏结构下降的步骤。
[0035]优选地，控制硅液面与加热器之间的相对位置不超过误差阈值，包括：
[0036]根据单晶硅生长高度和所述单晶硅的直径，调节盛装硅液的坩埚的高度。
[0037]优选地，控制所述水冷热屏结构下降的步骤，包括：
[0038]控制所述水冷热屏结构以不大于0.5mm/min的速度下降，当水冷热屏的下表面与所述硅液面之间的间距达到设置间距阈值时，控制所述水冷热屏停止下降。
[0039]优选地，控制水冷热屏以不大于0.5mm/min的速度下降，包括：
[0040]控制所述水冷热屏结构以第一速度下降，第一距离；
[0041]继续控制所述水冷热屏结构以第二速度下降，第二距离，其中，所述第一速度小于所述第二速度。
[0042]优选地，单晶硅穿过所述水冷热屏结构拉直生长的步骤中，所述单晶硅生长速度不大于2.6mm/min。
[0043]上述专利技术中的一个实施例具有如下优点或有益效果：由于水冷热屏结构包括的内壳的内表面排列设置有槽形结构，使单晶硅生长过程所产生的热辐射在该槽形结构的两个侧壁上多次反射，即单晶硅生长过程所产生的热辐射在内壳的内表面发生多次反射，从而有效地提高水冷热屏结构对热辐射的吸收，该水冷热屏结构吸收的热辐射与导流装置中的冷却水结合，可有效地提高水冷热屏结构对单晶硅的冷却效率。
[0044]另外，由于内壳的内表面排列设置的槽形结构能够提高水冷热屏结构的吸热性能，则本专利技术实施例提供的水冷热屏结构对单晶硅具有更好的降温效果。基于此，在单晶硅
生长初期可使水冷热屏结构下表面与硅液表面具有比较大的间距，从而有效地提高单晶硅生产的安全性。
[0045]另外，与现有的光滑内表面的水冷热屏的下表面与硅液表面间距相比，本专利技术实施例提供的水冷热屏结构与硅液表面之间的间距增大，以保证单晶硅生长比较平缓，保证单晶硅生长热应力比较稳定，从而提高单晶硅生长可靠性。
附图说明
[0046]图1是根据本专利技术实施例的水冷热屏结构的示意图；
[0047]图2是根据本专利技术实施例的水冷热屏结构剖面的示意图；
[0048]图3是根据本专利技术实施例的水冷热屏结构中内壳与冷却水倒流装置的示意图；
[0049]图4是根据本专利技术实施例的水冷热屏结构的俯视图；
[0050]图5是根据本专利技术实施例的水冷热屏结构的横截面的示意图；
[0051]图6是根据本专利技术另一实施例的水冷热屏结构的横截面的示意图；
[0052]图7是根据本专利技术又一实施例的水冷热屏结构的横截面的示意图；
[0053]图8是根据本专利技术另一实施例的水冷热屏结构的横截面的示意图；
[0054]图9是根据本专利技术又一实施例的水冷热屏结构的横截面的示意图；
[0055]图10是根据本专利技术实施例的热辐射在槽形结构内反射的示意图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水冷热屏结构，其特征在于，包括：内壳(101)、外壳(102)、冷却水导流装置(103)，其中，所述内壳(101)的内表面排列设置槽形结构(1011)；所述内壳(101)的剖面和所述外壳(102)的剖面均为倒置的等腰梯形结构；所述内壳(101)套装在所述外壳(102)内，所述内壳(101)的上边缘和下边缘分别与所述外壳(102)的上边缘和下边缘密封连接；所述内壳(101)与所述外壳(102)之间形成空腔，所述冷却水导流装置(103)设置于所述空腔内。2.根据权利要求1所述水冷热屏结构，其特征在于，所述槽形结构(1011)排列于所述内壳(101)的内表面的部分区域或全部区域。3.根据权利要求1或2所述水冷热屏结构，其特征在于，所述槽形结构(1011)在所述内壳(101)的内表面密集排列。4.根据权利要求1或2所述水冷热屏结构，其特征在于，所述槽形结构(1011)的截面为V形、U形、弧形、类矩形以及扇形中的任意一种形状。5.根据权利要求4所述水冷热屏结构，其特征在于，针对所述内壳(101)的内表面仅排列设置有一种形状的槽形结构(1011)的情况，相邻两个所述槽形...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭光，焦鹏，刘彬国，
申请(专利权)人：晶澳太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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