坩埚及热场组件制造技术

本申请公开了一种坩埚及热场组件，其中，坩埚包括主体，所述主体包括底壁，所述底壁具有顶部开口的容腔，所述容腔的内表面为劣弧球冠或半球面状，且所述底壁自所述容腔的内表面的中心向所述开口的厚度逐渐降低。上述方案达到了降低硅棒氧含量的目的。到了降低硅棒氧含量的目的。到了降低硅棒氧含量的目的。

【技术实现步骤摘要】
坩埚及热场组件


[0001]本技术一般涉及硅棒制备
，具体涉及一种坩埚及热场组件。

技术介绍

[0002]特别是近年来，单晶光伏行业得到了迅猛发展。单晶光伏首先需要将硅料融化，并通过引晶手段，将多晶硅料提炼成单晶硅棒。
[0003]现有的坩埚一般为筒状结构，为了保证具有足够大的装料空间，现有的坩埚的高度及直径一般做的均比较大，这样会造成坩埚内的内表面积较大。在拉晶过程中，高温烘烤下导致熔硅与坩埚的接触面较大，相应地，坩埚与熔硅反应生成的一氧化硅也相对较多，而硅棒中的氧杂质主要来源于一氧化硅，造成溶于坩埚中熔硅的氧较多，导致产出的硅棒氧含量升高。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种坩埚及热场组件，用以解决现有技术中硅棒氧杂质较高的问题。
[0005]第一方面，本技术提供一种坩埚，包括：
[0006]主体，所述主体包括底壁，所述底壁具有顶部开口的容腔，所述容腔的内表面为劣弧球冠或半球面状，且所述底壁自所述容腔的内表面的中心向所述开口的厚度逐渐降低。
[0007]作为可实现方式，所述主体还包括第一侧壁，所述第一侧壁沿所述开口的周向设置，并与所述底壁一体连接于所述开口，且所述第一侧壁与所述底壁连接的一端的内口沿，与所述底壁开口的内口沿重合，所述第一侧壁沿所述坩埚的轴线方向，向背离所述底壁的方向延伸，所述第一侧壁各处的外径相同。
[0008]作为可实现方式，所述第一侧壁各处的厚度相等，或者，沿所述坩埚的轴线方向，所述第一侧壁自所述开口至远离于所述底壁的端部的厚度逐渐降低。
[0009]作为可实现方式，所述第一侧壁沿所述坩埚的轴线方向的高度为 30mm～100mm。
[0010]作为可实现方式，所述底壁的厚度满足以下关系式：
[0011]Y＝12.574
‑
0.07195X
‑
2.11*10
‑4X2‑
2.605*10
‑7X3；
[0012]其中，X为在所述坩埚的轴线方向上，自所述坩埚开口向所述坩埚任一位置的距离，且X为负数，Y为对应于X位置处所述底壁的厚度。
[0013]作为可实现方式，所述底壁的内径大于600mm。
[0014]第二方面，本技术提供一种热场组件，包括：
[0015]上述的坩埚；
[0016]热屏，设置于所述坩埚的上方，所述坩埚的轴线与所述热屏的轴线重合，所述热屏包括周向设置第一外侧壁，所述第一外侧壁朝向所述坩埚的端部设置有球带状的第二外侧壁；所述第二外侧壁沿垂直于所述坩埚轴线方向的各截面的外径，自所述第二外侧壁靠近所述第一外侧壁的一端向远离所述第一外侧壁的方向依次减小；所述热屏具有拉晶通道，
所述第一外侧壁和所述第二外侧壁均位于所述拉晶通道外侧。
[0017]作为可实现方式，所述球带的外径与所述底壁的内径相匹配。
[0018]作为可实现方式，所述第二外侧壁沿朝向所述坩埚的端部周向设置有倒圆台状的第三外侧壁，且所述第三外侧壁与所述第二外侧壁连接处相切，所述第三外侧壁位于所述拉晶通道外侧。
[0019]作为可实现方式，所述第二外侧壁与所述第三外侧壁，在所述坩埚的轴线方向上的高度之和，小于所述球带的半径。
[0020]作为可实现方式，所述热场组件还包括：
[0021]埚托；
[0022]埚帮，设置于所述埚托上，所述埚托与所述埚帮围成劣弧球冠状承托腔，所述坩埚支撑于所述承托腔中，且所述底壁的外表面为与所述承托腔半径相等的劣弧球冠或半球面状。
[0023]作为可实现方式，沿所述坩埚的轴线方向上，所述坩埚的顶部高于所述埚帮的顶部。
[0024]作为可实现方式，所述埚托为碳碳埚托或石墨埚托；所述埚帮为碳碳埚帮或石墨埚帮；所述坩埚为石英坩埚或碳化硅坩埚；所述热屏包括外胆，所述外胆为碳碳外胆或石墨外胆。
[0025]本申请提供的上述方案，底壁的内表面结构为劣弧球冠或半球面状，其各个部位之间过渡比较平滑、均匀，受力情况好，可以提高坩埚的使用寿命，同时，劣弧球冠或半球面状的结构降低了熔硅与坩埚的接触面，相应地降低了坩埚与熔硅反应生成的一氧化硅，使得溶于熔硅的氧变少，最终达到降低硅棒氧含量的目的。此外，由于底壁内表面的中心向边缘的厚度逐渐降低，从而使坩埚不同部位与熔硅的反应速率产生差异，底部也即加厚部位热阻增大，反应速率减慢，进一步减少了熔硅中的氧含量，提升了产出硅棒的品质。
附图说明
[0026]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0027]图1为本技术实施例提供的坩埚的立体结构示意图；
[0028]图2为本技术再一实施例提供的坩埚的立体结构示意图；
[0029]图3为本技术实施例提供的热场组件的结构示意图；
[0030]图4为本技术另一实施例提供的热场组件的结构示意图；
[0031]图5为本技术再一实施例提供的热场组件的结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与技术相关的部分。
[0033]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0034]第一方面，如图1所示，本技术实施例提供的坩埚2，包括：
[0035]主体，所述主体包括底壁21，所述底壁21具有顶部开口的容腔，所述底壁21的内表面为劣弧球冠或半球面状，且所述底壁21自所述容腔的内表面的中心向所述开口的厚度逐渐降低。
[0036]也就是说，底壁21的底面中心位置处最厚，越往外越薄，根据实际使用情况的不同，为了满足坩埚2的强度要求，底壁21的边缘要有一定的厚度，在该示例中，底壁21边缘的厚度一般大于12mm。
[0037]这里所说的劣弧球冠是指，球面被不经过球心的平面分割所形成的两个球冠中，较小的那个球冠，也即球冠顶面曲线为劣弧的那个球冠。
[0038]本申请提供的上述方案，底壁21的结构为劣弧球冠或半球面状，其各个部位之间过渡比较平滑、均匀，受力情况好，可以提高坩埚2 的使用寿命，同时，劣弧球冠或半球面状的结构降低了熔硅与坩埚2 的接触面，至少减少了坩埚2与熔硅8％的接触面积，相应地降低了坩埚2与熔硅反应生成的一氧化硅，使得溶于熔硅的氧变少，最终达到降低硅棒氧含量的目的，例如，氧含量至少降低1ppma。此外，由于底壁21自所述内表面的中心向开口的厚度逐渐降低，从而使坩埚2 不同部位与熔硅的反应速率产生差异，底部也即加厚部位热阻增大，反应速率减慢，进一步减少了熔硅中的氧含量，提升了产出硅棒的品质。
[0039本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种坩埚，其特征在于，包括：主体，所述主体包括底壁，所述底壁具有顶部开口的容腔，所述容腔的内表面为劣弧球冠或半球面状，且所述底壁自所述容腔的内表面的中心向所述开口的厚度逐渐降低。2.根据权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述主体还包括第一侧壁，所述第一侧壁沿所述开口的周向设置，并与所述底壁一体连接于所述开口，且所述第一侧壁与所述底壁连接的一端的内口沿，与所述底壁开口的内口沿重合，所述第一侧壁沿所述坩埚的轴线方向，向背离所述底壁的方向延伸，所述第一侧壁各处的外径相同。3.根据权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述第一侧壁各处的厚度相等，或者，沿所述坩埚的轴线方向，所述第一侧壁自所述开口至远离于所述底壁的端部的厚度逐渐降低。4.根据权利要求2或3所述的坩埚，其特征在于，所述第一侧壁沿所述坩埚的轴线方向的高度为30mm～100mm。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的坩埚，其特征在于，所述底壁的厚度满足以下关系式：Y＝12.574
‑
0.07195X
‑
2.11*10
‑4X2‑
2.605*10
‑7X3；其中，X为在所述坩埚的轴线方向上，自所述坩埚开口向所述坩埚任一位置的距离，且X为负数，Y为对应于X位置处所述底壁的厚度。6.根据权利要求1
‑
3任一项所述的坩埚，其特征在于，所述底壁的内径大于600mm。7.一种热场组件，其特征在于，包括：权利要求1
‑
6任一项所述的坩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朝光，李侨，邓浩，韩伟，程磊，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：