单晶炉制造技术

本申请涉及一种单晶炉，单晶炉的炉体内设置有容纳腔，保温层安装于容纳腔内并围成反应腔室，坩埚安装于反应腔室内，坩埚设置有用于熔化硅原料的熔化腔，运动平台与坩埚固定连接，坩埚轴的一端经炉体上的第一通孔伸入容纳腔内并与运动平台铰接，坩埚轴能够带动运动平台和坩埚绕自身旋转轴转动，驱动件与运动平台连接，沿旋转轴的延伸方向，驱动件能够驱动运动平台和坩埚相对于坩埚轴摆动，使得熔化腔内的液体硅随着坩埚的运动而运动并形成漩涡液面，促进液体硅内部的氢气逃逸，降低了液体硅内部的氢元素的含量，降低了氢气逃逸过程中液体硅喷溅的风险，进而降低了单晶炉的工作稳定性，并有利于提升单晶炉的使用安全性。并有利于提升单晶炉的使用安全性。并有利于提升单晶炉的使用安全性。

【技术实现步骤摘要】
单晶炉


[0001]本申请涉及单晶硅拉晶
，尤其涉及一种单晶炉。

技术介绍

[0002]在单晶硅制备过程中，连续直拉工艺(CCZ工艺)因效率高、成本低等因素被广泛应用。在CCZ工艺中，将颗粒状的硅烷放入单晶炉的坩埚中，通过加热坩埚使得颗粒状的硅烷熔化，最终达到硅烷的热裂解，以实现单晶硅的制备，但在硅烷分解过程中会产生氢气、多种形式的硅
‑
氢键，使得制备完成后的单晶硅的含氢量较高，当单晶硅制备成的光伏电池投入使用后，光伏电池内部多余的氢会在电势差的驱动下汇聚在光伏电池表面，加速光伏电池的老化。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种单晶炉，能够降低制备完成后的单晶硅内的氢含量。
[0004]本申请提供一种单晶炉，包括：
[0005]炉体，炉体内设置有容纳腔；
[0006]保温层，保温层安装于容纳腔内并围成反应腔室；
[0007]坩埚，坩埚安装于反应腔室内，坩埚设置有用于熔化硅原料的熔化腔；
[0008]运动平台，运动平台与坩埚固定连接；
[0009]坩埚轴，坩埚轴的一端经炉体上的第一通孔伸入容纳腔内并与运动平台铰接，坩埚轴能够带动运动平台和坩埚绕自身旋转轴转动；
[0010]驱动件，驱动件与运动平台连接，沿旋转轴的延伸方向，驱动件能够驱动运动平台和坩埚相对于坩埚轴摆动。
[0011]在本申请中，当驱动平台在驱动件的驱动下相对于坩埚轴摆动时，坩埚能够在驱动平台的带动下沿单晶炉的高度方向摆动，使得熔化腔内的液体硅随着坩埚的运动而运动并形成漩涡液面，促进液体硅内部的氢气逃逸，降低了液体硅内部的氢元素的含量，降低了氢气逃逸过程中液体硅喷溅的风险，进而降低了单晶炉的工作稳定性，并有利于提升单晶炉的使用安全性。
[0012]在一些实施例中，运动平台在旋转轴的延伸方向上的摆动角度α满足：0
°
＜α≤15
°
。
[0013]在一些实施例中，驱动件为驱动电机；
[0014]驱动电机包括电机本体和可伸缩输出轴，可伸缩输出轴的一端与电机本体连接，可伸缩输出轴的另一端与运动平台连接，驱动电机能够驱动可伸缩输出轴伸长或缩短，以控制运动平台的摆动角度。
[0015]在一些实施例中，单晶炉还设置有气体供应装置和吹气管路，吹气管路的进气端与气体供应装置连接，吹气管路的出气端经炉体上的第二通孔伸入熔化腔内；
[0016]气体供应装置吹出的惰性气体能够经吹气管路进入坩埚内。
[0017]在一些实施例中，熔化腔内存在液体硅时，沿单晶炉的高度方向，出气端与液体硅的表面之间的垂直距离L满足：5cm≤L≤10cm。
[0018]在一些实施例中，坩埚轴能够带动坩埚沿单晶炉的高度方向移动；
[0019]吹气管路为可伸缩结构，单晶炉还包括控制件，控制件与吹气管路连接，坩埚沿单晶炉的高度方向移动过程中，控制件能够控制吹气管路拉伸或收缩。
[0020]在一些实施例中，单晶炉还包括第一电磁发生装置，第一电磁发生装置安装于容纳腔内，且第一电磁发生装置能够向熔化腔内发射电磁波，以促进熔化腔内的液体硅内部的氢气向外逃逸。
[0021]在一些实施例中，单晶炉设置有加料通道，加料通道的加料端经炉体的第三通孔伸入容纳腔内，沿单晶炉的高度方向，加料端位于坩埚上方，加料通道用于向坩埚内增加硅原料；
[0022]坩埚的内径为D1，加料端的加料内径为D2，D1与D2满足：0.1≤D2/D1≤0.4。
[0023]在一些实施例中，加料端设置有多个加料孔，沿加料端的周向和/或径向，多个加料孔间隔分布；
[0024]加料孔的轮廓形状为弧形。
[0025]在一些实施例中，沿单晶炉的径向，加料通道与炉体活动连接；
[0026]单晶炉加料完成后，加料通道能够相对于炉体沿单晶炉的径向移动，以改变在单晶炉的径向上加料通道伸入炉体的长度。
[0027]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0028]图1为本申请所提供抽单晶炉在一种实施例中的局部结构剖视图；
[0029]图2为图1中的单晶炉加料完成后的局部结构剖视图；
[0030]图3为图1中加料通道在单晶炉的高度方向上的下视图；
[0031]图4为图1中的运动平台在单晶炉的高度方向上摆动的结构示意图；
[0032]图5为图4中的运动平台反向摆动的结构示意图；
[0033]图6为图1中的单晶炉拉晶过程中的结构示意图。
[0034]附图标记：
[0035]1‑
炉体；
[0036]11
‑
容纳腔；
[0037]12
‑
出料口；
[0038]13
‑
密封盖；
[0039]2‑
加热器；
[0040]21
‑
反应腔室；
[0041]3‑
坩埚；
[0042]31
‑
熔化腔；
[0043]4‑
运动平台；
[0044]5‑
坩埚轴；
[0045]6‑
驱动件；
[0046]61
‑
电机本体；
[0047]62
‑
可伸缩输出轴；
[0048]7‑
吹气管路；
[0049]71
‑
出气端；
[0050]8‑
第一电磁发生装置；
[0051]9‑
加料通道；
[0052]91
‑
加料端；
[0053]92
‑
加料孔；
[0054]10
‑
籽晶杆；
[0055]20
‑
保温桶；
[0056]30
‑
液体硅。
[0057]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
[0058]为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0059]应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0060]在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0061]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉，其特征在于，所述单晶炉包括：炉体(1)，所述炉体(1)内设置有容纳腔(11)；保温层，所述保温层安装于所述容纳腔(11)内并围成反应腔室(21)；坩埚(3)，所述坩埚(3)安装于所述反应腔室(21)内，所述坩埚(3)设置有用于熔化硅原料的熔化腔(31)；运动平台(4)，所述运动平台(4)与所述坩埚(3)固定连接；坩埚轴(5)，所述坩埚轴(5)的一端经所述炉体(1)上的第一通孔伸入所述容纳腔(11)内并与所述运动平台(4)铰接，所述坩埚轴(5)能够带动所述运动平台(4)和所述坩埚(3)绕自身旋转轴转动；驱动件(6)，所述驱动件(6)与所述运动平台(4)连接，沿所述旋转轴的延伸方向，所述驱动件(6)能够驱动所述运动平台(4)和所述坩埚(3)相对于所述坩埚轴(5)摆动。2.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述运动平台(4)在所述旋转轴的延伸方向上的摆动角度α满足：0
°
＜α≤15
°
。3.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述驱动件(6)为驱动电机；所述驱动电机包括电机本体(61)和可伸缩输出轴(62)，所述可伸缩输出轴(62)的一端与所述电机本体(61)连接，所述可伸缩输出轴(62)的另一端与所述运动平台(4)连接，所述驱动电机能够驱动所述可伸缩输出轴(62)伸长或缩短，以控制所述运动平台(4)的摆动角度。4.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述单晶炉还设置有气体供应装置和吹气管路(7)，所述吹气管路(7)的进气端与气体供应装置连接，所述吹气管路(7)的出气端(71)经所述炉体(1)上的第二通孔伸入所述熔化腔(31)内；所述气体供应装置吹出的惰性气体能够经所述吹气管路(7)进入所述坩埚(3)内。5.根据权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述熔化腔(31)内存在液体硅(30)时，沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：于琨，刘长明，张昕宇，王晓凡，徐国平，
申请(专利权)人：晶科能源海宁有限公司，
类型：新型
国别省市：