一种单晶炉热场的降氧装置及单晶炉制造方法及图纸

本申请涉及一种单晶炉热场的降氧装置及单晶炉，其中，降氧装置包括：主加热器，所述主加热器分布在石英坩埚的的上部外围，用于加热所述石英坩埚；侧加热器，所述侧加热器分布在所述石英坩埚的下部外围且位于所述主加热器的下方；所述侧加热器至少被配置为在硅料熔化阶段加热所述石英坩埚、在等径阶段关闭；水冷装置，所述水冷装置连接所述侧加热器，并被配置为在等径阶段启动以对所述侧加热器进行散热。本申请通过在等径阶段关闭侧加热器，并且还额外设置水冷装置，通过此方式以减少石英坩埚下部的热对流的方式，进行降氧，从而可有效提升产品品质，提高单晶炉的产能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及单晶硅拉制，特别是涉及一种单晶炉热场的降氧装置及单晶炉。

技术介绍

1、目前，在太阳能电池
，通常采用单晶硅棒来制作硅片，在相关技术中，单晶硅棒中的氧杂质会引起同心圆、黑心片等缺陷，严重影响光伏电池效率及良率，低氧硅单晶已成为未来高效电池的必需品，然而随着行业发展，大尺寸硅单晶已经成为主流，同时n型硅片需求量越来越大，而n型单晶硅片的低氧要求相对较高，因此，对生产出低氧含量的单晶硅的需求也越来越多，氧含量高居不下制约着整个行业的发展。

2、现有的降氧方案主要是通过降低加热器的发热圈高度或者降低坩埚自转速度，减少石英坩埚冲刷或者在侧加热器的下方，坩埚的周侧设置用于阻挡热量辐射的隔热保温环或者降低单晶炉的炉压，增大氩气流量或者加入超导磁场，通过磁场抑制硅液的热对流。但是上述的各种降氧方案均各自存在相应的诸多弊端，严重影响单晶炉的产能。

3、因此，亟需提供一种单晶炉热场的降氧装置及单晶炉来解决以上提出的技术问题。

技术实现思路

1、基于此，提供一种单晶炉热场的降氧装置及单晶炉，可有效提升产品品质，提高单晶炉的产能。

2、一方面，提供一种单晶炉热场的降氧装置，包括：主加热器，所述主加热器分布在石英坩埚的上部外围，用于加热所述石英坩埚；侧加热器，所述侧加热器分布在所述石英坩埚的下部外围且位于所述主加热器的下方；所述侧加热器至少被配置为在硅料熔化阶段加热所述石英坩埚、在等径阶段关闭；水冷装置，所述水冷装置连接所述侧加热器，并被配置为在等径阶段启动以对所述侧加热器进行散热。

3、较佳的方案是，所述侧加热器和所述主加热器在高度方向具有间距△x；所述间距△x的取值范围设置在20-30mm。

4、较佳的方案是，所述侧加热器和所述主加热器均设置为圆柱状；所述侧加热器的内径小于所述主加热器的内径至少15mm。

5、较佳的方案是，所述侧加热器包括至少两个加热单体，至少两个所述加热单体拼装围成圆柱状的加热体；所述主加热器整体为圆柱状。

6、较佳的方案是，所述加热单体分为上部加热区和下部加热区；所述上部加热区包括多个加热件以及多个开缝区，每个所述开缝区均连接于相邻的两个所述加热件，且多个所述开缝区的开口具有相同的开口方向；所述下部加热区为一体的无缝结构。

7、较佳的方案是，所述开缝区的开口深度与所述上部加热区中至少一个所述加热件的高度相同。

8、较佳的方案是，所述下部加热区的高度与所述石英坩埚的坩埚r弧高度相同。

9、较佳的方案是，所述加热单体的高度设置为h1，且高度h1的取值范围设置在400mm≤h1≤450mm；所述上部加热区的高度设置为h2，且高度h2的取值范围设置在280mm≤h2≤315mm；所述下部加热区的高度设置为h3，且高度h3的取值范围设置在120mm≤h3≤135mm。

10、较佳的方案是，所述水冷装置包括水冷铜排，所述水冷铜排设置在炉底板的外侧，且所述水冷铜排的进出口连接外部的进出水管路；所述侧加热器底部的电极柱通过铜电极与所述水冷铜排连接以实现热量传导。

11、另一方面，还提供一种单晶炉，所述单晶炉包括炉体、石英坩埚和所述的单晶炉热场的降氧装置，所述石英坩埚设置在所述炉体内，且所述单晶炉热场的降氧装置设置在所述石英坩埚的外围。

12、有益效果：

13、上述一种单晶炉热场的降氧装置及单晶炉，在主加热器的下方设置侧加热器，采用侧加热器的方式，可减少在熔料过程中石英坩埚底部及坩埚r弧位置sio反应速率，减少硅液中的氧含量；同时该侧加热器在单晶炉熔料阶段中开启，在等径阶段中关闭，等径阶段中该侧加热器起到一部分阻挡主加热器辐射及热传导作用，会吸收一部分来着石英坩埚下部的热辐射并传导出炉外，以减少石英坩埚下部的热对流的方式，进行降氧；并且通过水冷装置的使用可大大增强该侧加热器在等径阶段的热传导作用，使石英坩埚下部的热对流的抑制明显，降氧效果显著，同时由于该侧加热器阻挡主加热器辐射及热传导作用的双重表现，可大大改善成晶效果，提高单晶炉的产能。

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【技术保护点】

1.一种单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

3.根据权利要求1或者2所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

8.根据权利要求6或者7所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

10.一种单晶炉，其特征在于，所述单晶炉包括炉体、石英坩埚(4)和如权利要求1-9中任一项所述的单晶炉热场的降氧装置，所述石英坩埚(4)设置在所述炉体内，且所述单晶炉热场的降氧装置设置在所述石英坩埚(4)的外围。

【技术特征摘要】

1.一种单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

3.根据权利要求1或者2所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的单晶炉热场的降氧装置，其特征在于，

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【专利技术属性】
技术研发人员：李卓越，闫广宁，李春辉，
申请(专利权)人：包头晶澳太阳能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：