一种夹头及上提拉机构、单晶炉制造技术

本实用新型专利技术公开一种夹头及上提拉机构、单晶炉，涉及光伏技术领域，以解决垂直提拉时籽晶断裂引起的单晶硅棒掉落现象。所述夹头包括：夹持本体以及位于夹持本体内部的夹持孔；夹持本体具有相对的第一端和第二端；自夹持本体的第一端向第二端开设形成夹持孔；夹持孔至少包括：与籽晶分别对应设置的第一孔段和第二孔段，第一孔段与第二孔段同轴；第一孔段靠近第二端，与籽晶相应位置贴合，第一孔段的直径自第二端向第一端逐渐减小；第二孔段靠近第一端，与籽晶相应位置贴合，第二孔段的直径自第二端向第一端逐渐减小。所述籽晶适用于上述技术方案所提的夹头。所述单晶炉包括上述技术方案所提的夹头。本实用新型专利技术提供的夹头用于夹持籽晶。籽晶。籽晶。

【技术实现步骤摘要】
一种夹头及上提拉机构、单晶炉


[0001]本技术涉及光伏
，尤其涉及一种夹头及上提拉机构、单晶炉。

技术介绍

[0002]直拉法是大规模生产单晶硅棒的一种常用方法，主要设备为单晶炉。
[0003]目前，单晶炉提拉单晶硅棒时，需要由籽晶作为引体，由夹头卡住籽晶并承重拉制出来单晶硅棒。在拉晶过程中，由于现有的夹头的设计问题，籽晶和夹头只有一个接触面，当籽晶质量不佳以及夹头与籽晶的接触面处可能会存有异物、产生破损或尺寸异常时，籽晶容易在和夹头的接触面处发生断裂，并且一旦断裂，籽晶会由于无防护手段直接掉落，对生产造成损失。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种夹头及上提拉机构、单晶炉，用于解决垂直提拉时籽晶断裂引起的单晶硅棒掉落现象。
[0005]第一方面，本技术提供一种夹头，用于夹持籽晶。夹头包括：夹持本体以及位于夹持本体内部的夹持孔。其中，夹持本体具有相对的第一端和第二端。自夹持本体的第一端向第二端开设形成夹持孔。夹持孔至少包括：与籽晶分别对应设置的第一孔段和第二孔段。第一孔段与第二孔段同轴。第一孔段靠近第二端。第一孔段与籽晶相应位置贴合。第一孔段的直径自第二端向第一端逐渐减小。第二孔段靠近第一端。第二孔段与籽晶相应位置贴合。第二孔段的直径自第二端向第一端逐渐减小。
[0006]采用上述技术方案的情况下，夹持孔用来容纳籽晶，夹持孔中的第一孔段和第二孔段同轴设置，且第一孔段和第二孔段的直径都由第二端向第一端逐渐缩小，相应的，籽晶的一端也具有与第一孔段和第二孔段相对应的两个倾斜面。在夹头夹持籽晶的过程中，当拉制晶棒的过程正常进行时，第一孔段和籽晶紧密贴合，第二孔段和籽晶不接触，此时第一孔段通过与籽晶的贴合面实现对籽晶的支撑作用，进而实现夹头的夹持作用。当籽晶在与第一孔段的接触面处发生断裂时，由于单晶硅为脆性材料，发生断裂后断裂面处的原子偏离平衡位置，断裂面结构发生改变，且产生微裂纹导致硬度有所降低，断裂面松散甚至产生掉屑，导致籽晶断裂处的直径相较完整时略有减小；且籽晶与第一孔段的接触面面积减小，此时第一孔段对籽晶的支撑作用减弱，籽晶下部因支撑力不足很有可能掉落。当籽晶从第一孔段处掉落时，由于第一孔段的锥角α1和第二孔段的锥角α2相等，断裂的籽晶会与第二孔段紧密贴合，第二孔段通过与籽晶的贴合面实现对籽晶的再次支撑作用，使得籽晶在断裂后被第二孔段支撑住，不会从夹头中脱落，进而避免因籽晶断裂后脱落引起的晶棒掉埚事故的发生，减少了不必要的损失。
[0007]在一种可能的实现方式中，第二孔段的最大直径等于第一孔段的最小直径；或，第二孔段的最大直径大于第一孔段的最小直径。
[0008]在一种可能的实现方式中，第一孔段的锥角为α1，第二孔段的锥角为α2。当第二孔
段的最大直径大于或等于第一孔段的最小直径时，α1≥α2。20
°
≤α1≤30
°
，20
°
≤α2≤30
°
。
[0009]在一种可能的实现方式中，夹持孔还包括过渡孔段。过渡孔段同轴连接第一孔段和第二孔段。过渡孔用于承接第一孔段和第二孔段，并将原先的一个接触面分开变成两个接触面，使得籽晶在发生断裂后可以通过过渡孔段从第一孔段掉落至第二孔段，不至于断裂后直接从夹头中脱落。
[0010]在一种可能的实现方式中，第二孔段的最大直径等于第一孔段的最小直径。过渡孔段为等径过渡孔段。过渡孔段的直径等于第一孔段的最小直径以及第二孔段的最大直径。当过度孔段为等径过渡孔段时，由于第一孔段和第二孔段的直径都由第二端向第一端逐渐缩小，所以第一孔段的最小直径等于第二孔段的最大直径，第二孔段其他位置的直径都小于第一孔段的最小直径，使得籽晶在从第一孔段处掉落后可以立即被第二孔段支撑住。
[0011]在一种可能的实现方式中，第一孔段的母线长度为H1。第二孔段的母线长度为H2。9mm≤H1≤12mm，9mm≤H2≤12mm。
[0012]在一种可能的实现方式中，夹持孔还包括引出孔段。引出孔段同轴连接第二孔段。引出孔段用于容纳籽晶直径逐渐缩小至不发生变化的部分及直径不变的部分，引出孔段不与籽晶发生接触。
[0013]在一种可能的实现方式中，夹持孔还包括用于与重锤连接的连接孔段以及位于连接孔段和第一孔段之间的透气结构。透气结构包括透气腔以及至少一个连通透气腔和外界的延伸孔。透气腔连通连接孔段和第一孔段。连接孔段一端与外界相连，可以用于在放置籽晶时方便籽晶从连接孔进入夹头内部。连接孔还可以在籽晶与夹头配合好后与重锤相连接，便于后续拉晶的正常进行。透气结构中的延伸孔和透气腔将外界与夹头连通，可以加快籽晶与夹头接触部分的散热速度。
[0014]第二方面，本技术还提供一种上提拉机构，上提拉机构包括夹头以及与夹头相配合的籽晶。夹头为第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的夹头。籽晶的一端具有第一环面和第二环面，第一环面与第一孔段相配合，第二环面与第二孔段相配合。
[0015]与现有技术相比，本技术提供的上提拉机构的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的夹头的有益效果相同，此处不做赘述。
[0016]第三方面，本技术还提供一种单晶炉，包括第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的夹头。
[0017]与现有技术相比，本技术提供的单晶炉的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式描述的夹头的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为现有技术中夹头和籽晶配合的示意图；
[0020]图2为本技术实施例提供的夹头的示意图；
[0021]图3为本技术实施例提供的第二种夹头的示意图；
[0022]图4为本技术实施例提供的第三种夹头的示意图；
[0023]图5为本技术实施例提供的第四种夹头的示意图；
[0024]图6为本技术实施例提供的上提拉机构的示意图；
[0025]图7为本技术实施例提供的籽晶的示意图。
[0026]附图标记：
[0027]1‑
夹头，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
籽晶，
[0028]10
‑
夹持本体，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100
‑
第一端，
[0029]101
‑
第二端，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11
‑
夹持孔，
[0030]110
‑
第一孔段，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
111
‑
第二孔段，
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种夹头，其特征在于，用于夹持籽晶，所述夹头包括：夹持本体以及位于所述夹持本体内部的夹持孔；其中，所述夹持本体具有相对的第一端和第二端；自所述夹持本体的第一端向第二端开设形成所述夹持孔；所述夹持孔至少包括：与所述籽晶分别对应设置的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段与所述第二孔段同轴；所述第一孔段靠近所述第二端，所述第一孔段与所述籽晶相应位置贴合，所述第一孔段的直径自所述第二端向所述第一端逐渐减小；所述第二孔段靠近所述第一端，所述第二孔段与所述籽晶相应位置贴合，所述第二孔段的直径自所述第二端向所述第一端逐渐减小。2.根据权利要求1所述的夹头，其特征在于，所述第二孔段的最大直径等于所述第一孔段的最小直径；或，所述第二孔段的最大直径大于所述第一孔段的最小直径。3.根据权利要求2所述的夹头，其特征在于，所述第一孔段的锥角为α1，所述第二孔段的锥角为α2，当所述第二孔段的最大直径大于或等于所述第一孔段的最小直径时，α1≥α2；20
°
≤α1≤30
°
，20
°
≤α2≤30
°
。4.根据权利要求1至3中任一项所述的夹头，其特征在于，所述夹持孔还包括过渡孔段，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚柳全，
申请(专利权)人：华坪隆基硅材料有限公司，
类型：新型
国别省市：