[发明专利]一种单晶炉热场

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏行业中的单晶炉，具体说是一种成晶率高，节能的单晶炉热场。

背景技术

单晶炉热场由热场部件和保温材料构成，研究资料表明一套随机设计的单晶炉热场，加热器功率的50%左右足以维持其长晶条件，其余的能量都消耗在环境中。改变热场结构，调整保温材料性能，可以使热场的温度梯度合理，减少热量的损失，从而有效降低拉晶时的功率。

目前普遍使用的JRDL80单晶炉热场（如图1所示），等径功率平均达到60KW左右，成品率在70%左右。一方面，过高的拉晶功率降低了石墨件的使用寿命，加大了耗电量，使得单晶硅棒的拉晶成本增加，从而降低了太阳能单晶硅片的利润。另一方面，拉晶理论成品率可以达到80%以上，现有的热场结构在拉晶过程中容易产生断棱，使得整棒率和成晶率偏低，从实际和理论的差值可以看出，现有的热场还有很大的改进空间。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种更节能、效率更高、成晶率好的单晶炉热场。

技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种单晶炉热场，它包括：炉腔，所述炉腔内设有保温大盖、导流筒、加热器、上保温筒，中保温筒和炉底压片层；导流筒位于加热器的上方；上保温筒围在导流筒的外周；中保温筒位于加热器的外周；炉底压片层位于加热器的下方；其特征在于：所述炉底压片层由硬毡层和软毡层混合叠加而成。采用硬毡层和软毡层混合叠加的方式，使炉腔底部的炉底压片层厚度更厚，保温效果更好，提高了炉内热能的利用率。

为了更好的起到密封保温的作用，所述单晶炉热场内还设有封气环，该封气环位于上保温大盖上面。所述封气环的内径为650-700mm，外径为785-790mm，厚度为10mm-12mm。

所述保温大盖包括：上保温大盖和下保温大盖；上保温大盖位于上保温筒的上方，下保温大盖连接上保温筒和导流筒。上保温大盖和下保温大盖的分开设计减少了保温大盖与炉腔的直接接触，并可采用增加上保温大盖和下保温大盖之间的保温毡厚度，从而降低热量的损失加强了上部保温。

本发明中所述下保温大盖的外径为550mm-600mm，上保温大盖的内径为505mm-520mm、外径为680mm-790mm。

本发明中所述导流筒高度为315mm-330mm，导流筒口径为205mm-235mm。本发明在现有技术的基础上增加了导流筒的高度，缩短了导流筒的口径，减少了导流筒上部的散出的热量，使得炉内固液界面晶体生长温度梯度更合理，有效的降低了拉晶时的功率，提高了整棒率和成晶率。

本发明中所述导流筒高度为315mm-330mm，导流筒口径为205mm-235mm， 

本发明中所述上保温筒的内径510mm-560mm，缩短了保温筒的内径，降低了晶体炉内的空间，提高了保温效果。

本发明中所述炉腔内的中保温筒，中保温筒的高度为545mm-565mm，保温筒的厚度为60mm-80mm；本发明与现有技术相比，提高了中保温筒的高度，加强了保温筒的保温效果。

本发明中所述炉底压片层的高度为150mm-220mm，提高了炉底压片层的高度，加强了炉底保温。

有益效果：本发明所述的一种单晶炉热场，与现有技术相比具有如下优点：

1、由于本发明减少了保温大盖石墨件间的直接接触和石墨件的尺寸，增添了保温毡，从而降低热量的损失加强了保温。

2、由于本发明增加了导流筒中内外导流筒的空间、缩短了导流筒的口径、增加了导流筒的高度，减少上部的散热，使得本发明所述单晶炉热场内固液界面晶体生长的温度梯度更加合理；

3、由于本发明缩短了保温筒的内径，减少热场上部的空间，从而达到降低功率的作用；

4、由于本发明改变了炉腔底部的热场结构，增加炉底保温性能，减少热量损失，提高了热量的利用率，达到了节能的目的；

5、由于本发明改变了保温材料和石墨件的材质，部分由软毡变为硬毡和碳碳复合材料，使保温效果更好，提高了单晶炉的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中单晶炉热场的结构示意图。

图2为本发明所述单晶炉热场的结构示意图。

图3为原热场与本发明所述单晶炉热场的实验数据前后对比表。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例