一种多晶硅晶体生长炉热场结构制造技术

本发明专利技术是一种多晶硅晶体生长炉热场结构，它包括由上保热屏、侧保温屏和保温底板构成的固定保温屏，在固定保温屏内设有长晶器、坩埚和加热器；其特点是：在保温底板的下部设有热门，在热门下部连接设有热交换器，热门上还连接设有热门开启装置。本发明专利技术通过热门开度大小的调节来控制热场的温度变化形成单向垂直的温度梯度，进行定向生长柱状晶体，有效的减少硅熔体四周冷热量的能量交换，降低了热能损耗，同时有利于晶体单向生长，从而提高晶体的生长质量，缩短晶体生长周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型的多晶硅晶体生长炉热场结构，属太阳能光伏设备制造技 术领域。
技术介绍
多晶硅晶体生长炉是将硅原料经过加热、长晶、退火等工艺使硅定向凝固，通 过控制热场的温度变化形成单方向的热流，从而形成定向的柱状晶体。目前在国内外普 遍采用的定向凝固生长方法是热交换法。实现热交换法主要有两种结构，一种是热场采 用四周加热或四周与顶部同时加热，在晶体定向凝固开始时，通过保温屏的向上移动， 长晶器底部开始降温，使硅融体形成晶体向上生长，这种生长方法在保温屏打开时造成 热能损耗较大，热效率不高。另一种热场是采用顶部和底部加热器，在晶体定向凝固开 始时，底部加热器功率加大(以减小下部温度急剧下降)，同时热门快速全部打开，这 种生长方法在热门全部打开时同样造成热能损耗较大，而且无法形成长晶的热壁效应， 不利于硅融体的内部排杂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种降低了热能损 耗，同时有利于晶体单向生长，从而提高晶体的生长质量，缩短晶体生长周期的多晶硅 晶体生长炉热场结构。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。一种多晶硅晶体生长 炉热场结构，它包括由上保热屏、侧保温屏和保温底板构成的固定保温屏，在固定保温 屏内设有长晶器、坩埚和加热器；其特点是在保温底板的下部设有热门，在热门下部 连接设有热交换器，热门上还连接设有热门开启装置。本专利技术所述的热门开启装置是用于打开热门的，因此，现有技术中任何可以用 于打开热门的装置均可以用于本专利技术。优选使用本专利技术所公开的热门开启装置。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的 多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是所述的热门由若干块门体对称设置，每块门体 均与热门开启装置连接。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的 多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是所述的热门由4块门体呈中心对称设在保温底 板的下部。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的 多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是所述的热门由2块门体呈左右对称设在保温底 板的下部。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的 多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是所述的热门开启装置包括连接在一块门体上的电动推杆，电动推杆通过连动装置与另一块门体连接。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的 多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是所述的热交换器的周围设有保温层，在热交换 器内部设有冷却水管道，在热交换器上还设有与冷却水管道连通的进水管和出水管。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的 多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是所述的加热器设在坩埚的四周，或者设在坩埚 的四周及顶部。所述的加热器可以采用现有技术中公开的任何一种加热方式进行加热。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的 多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是所述的热门开启装置包括电机，电机通过传动 机构与转轴连接，转轴上连接设有曲柄和导轨，导轨上设有连杆销，曲柄与连杆连接， 连杆与热门分别连接在连杆销上。本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现。以上所述的 多晶硅晶体生长炉热场结构，其特点是所述的热门开启装置为连接在热门上的电动推 杆。本专利技术使用时，采用固定保温屏保温，使用加热器对硅料加热，用加热器对硅 料加热，通过热门开度大小的调节来控制热场的温度变化，使被溶化的硅料形成凸形固 液界面实现长晶，进行定向生长柱状晶体，有效地减少硅熔体四周冷热量的能量交换， 降低了热能损耗，同时有利于晶体单向生长，从而提高晶体的生长质量，缩短晶体生长 周期。同时由于保温屏是固定的密闭结构，热门在打开的过程中，坩埚周围的热量与下 部四周的热量没有进行热交换，从而降低了热能损耗，缩短了晶体生长周期。附图说明图1为本专利技术的一种结构示意图(热门打开状态)。图2为本专利技术的另一种结构示意图。图3为本专利技术的又一种结构示意图。图4为本专利技术的再一种结构示意图。具体实施例方式以下参照附图，进一步描述本专利技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员 进一步地理解本专利技术。本专利技术所述的实施例是示例性的，以下的实施例仅用于解释本发 明，而不能用于对本专利技术的限制。实施例1。参照图1。一种新型的多晶硅晶体生长炉热场结构，它包括由上保 热屏7、侧保温屏9和保温底板11构成的固定保温屏，在固定保温屏内设有长晶器10、 坩埚5和加热器(4，6)；在保温底板11的下部设有热门2，在热门2下部连接设有热 交换器1，热门2上还连接设有热门开启装置。该新型多晶硅晶体生长炉热场结构在加热工况下，加热器(4、6)按照生产配 方要求进行加热，热门2处于关闭状态；在长晶工况下，热门2通过热门开启装置按照生 产配方要求渐渐打开，启动热交换器1，将长晶器10下部的热量带走，形成硅融体所需 的温度梯度，从而实现晶体的单向生长。4硅锭的进出料可以通过上下二种方式进行一种是上部进出料法，通过上保温 屏7上连接的吊耳8打开固定保温屏，并且加热器(4、6) 一起移动，将硅锭取出。另 一种是下部进出料法，通过下降坩埚5、长晶器10、保温底板11、热门2，将硅锭取出。实施例2。参照图1-4。实施例1所述的多晶硅晶体生长炉热场结构中所述 的热门2由若干块门体对称设置，每块门体均与热门开启装置连接。实施例3。参照图1。实施例2所述的多晶硅晶体生长炉热场结构中所述的 热门2由4块门体呈中心对称设在保温底板11的下部。实施例4。参照图2-4。实施例2所述的多晶硅晶体生长炉热场结构中所述 的热门2由2块门体呈左右对称设在保温底板11的下部。实施例5。参照图3。实施例4所述的多晶硅晶体生长炉热场结构中所述的 热门开启装置包括连接在一块门体上的电动推杆21，电动推杆21通过连动装置20与另一 块门体连接。实施例6。参照图1-4。实施例1-5任何一项所述的多晶硅晶体生长炉热场结 构中所述的热交换器1的周围设有保温层12，在热交换器1内部设有冷却水管道，在 热交换器1上还设有与冷却水管道连通的进水管16和出水管18。实施例7。参照图1-4。实施例1-6任何一项所述的多晶硅晶体生长炉热场结 构中所述的加热器(4，6)设在坩埚5的四周，或者设在坩埚5的四周及顶部。实施例8。参照图1-2。实施例1-4、6-7任何一项所述的多晶硅晶体生长炉热 场结构中所述的热门开启装置包括电机19，电机19通过传动机构与转轴17连接，转 轴17上连接设有曲柄15和导轨3，导轨3上设有连杆销13，曲柄15与连杆14连接，连 杆14与热门2分别连接在连杆销13上。实施例9。参照图3-4。实施例1-4、6-7任何一项所述的多晶硅晶体生长炉热 场结构中所述的热门开启装置为连接在热门2上的电动推杆21。权利要求1.一种多晶硅晶体生长炉热场结构，它包括由上保热屏、侧保温屏和保温底板构成 的固定保温屏，在固定保温屏内设有长晶器、坩埚和加热器；其特征在于在保温底板 的下部设有热门，在热门下部连接设有热交换器，热门上还连接设有热门开启装置。2.根据权利要求1所述的多晶硅晶体生长炉热场结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅晶体生长炉热场结构，它包括由上保热屏、侧保温屏和保温底板构成的固定保温屏，在固定保温屏内设有长晶器、坩埚和加热器；其特征在于：在保温底板的下部设有热门，在热门下部连接设有热交换器，热门上还连接设有热门开启装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：葛江文，张帆，管宇骎，张元成，徐寒，管文礼，
申请(专利权)人：管文礼，
类型：发明
国别省市：32