一种单晶炉加料系统以及加料控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种单晶炉加料系统以及加料控制方法，涉及太阳能光伏技术领域，以解决在单晶炉供给固态原料的过程中，当固态原料落入到坩埚内熔体中时，会产生较大冲击，导致熔体液面振荡，影响单晶生长的技术问题。上述包括单晶炉加料系统包括加料装置以及熔料导料装置；导料装置包括熔料部以及导料部。加料装置的出料口与熔料部相对设置，用于将原料加入导料加热部中，熔料部用于对所述原料进行熔融，得到熔料。熔料部的出料口与导料部的入料口相对设置，用于向导料部提供熔料，导料部的出料口伸入单晶炉中，用于将熔料导入所述单晶炉的坩埚中。坩埚中。坩埚中。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉加料系统以及加料控制方法


[0001]本专利技术涉及太阳能光伏
，尤其涉及一种单晶炉加料系统以及加料控制方法。

技术介绍

[0002]目前，拉制单晶硅的工艺包括CZ(Czochralski，直拉单晶制造法)和CCZ(Continuous Czocharlski，连续拉晶)工艺。
[0003]采用CCZ工艺拉制单晶硅棒时，通常在单晶炉外设置加料器装置，在保持拉晶的同时将固态原料连续地加入单晶炉的坩埚中，从而保证连续拉晶的进行。
[0004]但在供给固态原料的过程中，当固态固态原料直接落入到坩埚内熔体中时，会产生较大机械冲击和热冲击，导致熔体液面振荡，并在晶体生长界面的引起温度梯度变化，影响单晶生长。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种单晶炉加料系统以及加料控制方法，以解决在供给固态原料的过程中，当固态原料落入到坩埚内熔体中时，会产生较大冲击，导致熔体液面振荡，影响单晶生长的技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种单晶炉加料系统，包括加料装置以及熔料导料装置；所述熔料导料装置包括熔料部以及导料部。
[0007]加料装置的出料口与熔料部相对设置，用于将原料加入熔料部中，熔料部用于对所述原料进行熔融，得到熔料；熔料部的出料口与导料部的入料口相对设置，用于向所述导料部提供熔料，所述导料部的出料口伸入所述单晶炉中，用于将所述熔料导入所述单晶炉的坩埚中。
[0008]在采用上述方案的情况下，本专利技术提供的单晶炉加料系统包括加料装置以及熔料导料装置，熔料导料装置包括熔料部以及导料部。熔料部用于对加料装置提供的原料进行熔融，以得到熔料。由于熔料部的出料口与导料部的入料口相对设置，导料部的出料口伸入所述单晶炉中，故熔料部中的熔料可以通过导料部进入单晶炉的坩埚中。基于此，本专利技术在单晶炉外部将原料进行熔融，然后将原料熔融后得到的液态熔料加入单晶炉的坩埚内，液态熔料的加入，相对于固态原料对坩埚内本身存在熔料产生的冲击较小，基本不会导致坩埚内的熔料液面产生波纹，因此，本专利技术提供的单晶炉加料系统在对单晶炉的坩埚进行加料时，不会影响单晶硅棒的生长，保证了单晶硅棒的品质。且，熔融态的原料加入坩埚，不会因为熔化吸收热量，对热场温度梯度及坩埚内对流影响较小，有利于拉晶的稳定进行。且本专利技术无需其他控料机构，结构简单，易于控制加料量。
[0009]在一种可能的实现方式中，熔料部包括熔料件和第一加热件，第一加热件用于对熔料件中的原料进行加热熔融；熔料件的入料口与加料装置的出料口相对设置，熔料件的出料口与导料部的入料口相对设置。其中，熔料件的出料口位于熔料件的底部或侧壁。
[0010]在采用上述方案的情况下，由于熔料部包括了与单晶炉相独立的第一加热件，故可通过控制第一加热件，从而对熔料部中原料的熔融过程进行单独控制。基于此，可以根据熔料部中加入原料的质量的不同，对第一加热件的加热温度进行不同的控制，从而提高了本专利技术的单晶炉加料系统的可控制性。
[0011]在一种可能的实现方式中，导料部包括导料件以及设置在导料件上的第二加热件；导料件的入料口与熔料部的出料口相对设置，导料件的出料口伸入单晶炉中。其中，第二加热件为电磁感应加热件。
[0012]在采用上述方案的情况下，上述第二加热件用于对导料管中流动的熔料进行加热，以保证导料件中的熔料不会结晶，从而确保导料件中熔料具有稳定的流动性。
[0013]在一种可能的实现方式中，第二加热件为电磁感应加热线圈，导料件为导料管，加热线圈环绕设置在导料管的外周。
[0014]在采用上述方案的情况下，电磁感应加热线圈环绕在导料管的外周，以对导料管内的熔料进行均匀的加热，基于此，可以全方位的对导料管内的熔料加热，以避免导料管内任何区域的熔料发生结晶。
[0015]在一种可能的实现方式中，沿导料件的入料口至导料件的出料口的方向，导料件相对坩埚的高度逐渐降低。
[0016]在采用上述方案的情况下，由于导料件的入料口的高度高于导料件出料口的高度，故在利用该导料件将熔料导入单晶炉的坩埚的过程中，由于高度差的存在，熔料更容易进入单晶炉的坩埚中。
[0017]在一种可能的实现方式中，导料件的入料口的切面与导料件的轴向横截面之间的夹角大于15
°
，小于60
°
。
[0018]在采用上述方案的情况下，本专利技术提供的导料件的入料口具有倾斜设置的切面，可以在一定程度上增大入料口的面积，从而使导料部中熔料更容易进入导料件中。
[0019]在一种可能的实现方式中，加料装置的出料口高度高于熔料部的入料口高度。熔料部的出料口高度高于导料部的入料口高度。导料部的出料口高度高于所述单晶炉的坩埚的开口高度。
[0020]在采用上述技术方案的情况下，加料装置中的原料可以利用自身重力进入熔料部中，熔料部中的熔料也可通过自身重力进入导料部中，导料部中的熔料可以利用自身重力进入坩埚中，无需借助任何动力机构，也无需对加料装置、熔料部和导料部的结构作任何特殊设计。
[0021]在一种可能的实现方式中，熔料导料装置还包括壳体，熔料部固定于壳体内，导料部通过支撑件固定在壳体内，且导料部的入料口位于壳体内，导料部的出料口通过壳体后，伸入单晶炉中。熔料导料装置还包括隔热件，隔热件设置在熔料部和导料部的外周与壳体的内壁之间。
[0022]在采用上述方案的情况下，在熔料部和导料部的外周设置隔热件，可以防止熔料部在熔料过程中热量的散失，也可以防止导料部在导料过程中的热量散失。
[0023]在一种可能的实现方式中，原料为固态原料，加料装置包括加料部。加料部的入料口用于接收固态原料，加料部的出料口与熔料部相对设置，用于向熔料部提供固态原料。加料部的出料口高度高于熔料部的顶部高度。
[0024]进一步的，单晶炉加料系统还包括控制器。加料装置还包括原料供应部以及震动加料器；原料供应部的出料口与加料部的入料端相对设置，用于向加料部提供固态原料。震动加料器与加料部相连接，用于向加料部提供震动力，以使加料部中预设质量的固态原料进入熔料部中。震动加料器还与控制器通信连接，用于向控制器提供震动参数，控制器用于根据震动参数，控制熔料部中第一加热件的加热参数。更优的，震动加料器设置在加料部远离熔料装置的一端。
[0025]固态原料在采用上述方案的情况下，当原料为固态原料时，本专利技术中的加料装置包括原料供应部、加料部以及震动加料器。其中震动加料器用于向加料部提供震动力，以使加料部中预设质量的原料进入熔料部中。且震动加料器还用于向控制器提供震动参数，控制器用于根据震动参数，控制熔料部的第一加热件的加热参数。基于此，本专利技术的熔料部中的第一加热件的加热参数可以根据加入到熔料部的原料的质量进行设定，从而保证加入到熔料部中的原料均能充分熔融，以进一步提高拉制的单晶硅棒的品质。
[0026]在一种可能的实现方式中，所述原料为棒状原料，所述加料装置包括提拉驱动部。所述提拉驱动部位于所述熔料部的上方，且所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉加料系统，其特征在于，所述单晶炉加料系统包括加料装置以及熔料导料装置；所述熔料导料装置包括熔料部以及导料部；所述加料装置的出料口与所述熔料部的入料口相对设置，用于将原料加入所述熔料部中，所述熔料部用于对所述原料进行熔融，得到熔料；所述熔料部的出料口与所述导料部的入料口相对设置，用于向所述导料部提供所述熔料，所述导料部的出料口伸入所述单晶炉中，用于将所述熔料导入所述单晶炉的坩埚中。2.根据权利要求1所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述熔料部包括熔料件和第一加热件，所述第一加热件用于对所述熔料件中的原料进行加热熔融；所述熔料件的入料口与所述加料装置的出料口相对设置，所述熔料件的出料口与所述导料部的入料口相对设置。3.根据权利要求2所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述熔料件的出料口位于所述熔料件的底部或侧壁。4.根据权利要求1所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述导料部包括导料件以及设置在所述导料件上的第二加热件；所述导料件的入料口与所述熔料部的出料口相对设置，所述导料件的出料口伸入单晶炉中。5.根据权利要求4所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述第二加热件为电磁感应加热件；或，所述第二加热件为电磁感应加热线圈，所述导料件为导料管，所述加热线圈环绕设置在所述导料管的外周。6.根据权利要求4所述的单晶炉加料系统，其特征在于，沿所述导料件的入料口至所述导料件的出料口的方向，所述导料件相对所述坩埚的高度逐渐降低。7.根据权利要求4所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述导料件的入料口的切面与所述导料件的轴向横截面之间的夹角大于15
°
，小于60
°
。8.根据权利要求1
‑
7任一项所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述加料装置的出料口高度高于所述熔料部的入料口高度；所述熔料部的出料口高度高于所述导料部的入料口高度；所述导料部的出料口高度高于所述单晶炉的坩埚的开口高度。9.根据权利要求1
‑
7任一项所述的单晶炉加料系统，其特征在于，所述熔料导料装置还包括壳体，所述熔料部固定于所述壳体内，所述导料部通过支撑件固定在所述壳体中，且所述导料部的入料口位于所述壳体内，所述导料部的出料口通过所述壳体后，伸入所述单晶炉中。10.根据权利要求9所述的单晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：董升，李侨，邓浩，文永飞，刘永生，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：