[实用新型]一种保护坩埚

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制作工艺技术领域，更具体地说，涉及一种保护坩埚。

背景技术

通常制作太阳能电池的单晶硅是用高纯度的多晶硅拉制而成的单晶硅棒。单晶硅的制法通常是用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。该工艺是在单晶炉的石英坩埚中进行，在进行单晶硅铸锭生产时，通常在所述石英坩埚外设置有一个保护坩埚，一般为石墨坩埚。

在进行单晶硅铸锭生产时，石英坩埚内的硅料要经过加热、熔化、结晶等过程进而制备成纯度很高的单晶硅。由于石英坩埚中要进行硅料的熔化和结晶，熔化后的硅料为液态的硅液，所以为了防止硅液溢流，石英坩埚是一个整体的结构。而保护坩埚是用于支撑并保护其内部的石英坩埚，并不直接与内部的硅液接触。为了便于保护坩埚的卸载及安装，同时也为了便于其内部的清理，现有的保护坩埚通常为两瓣式保护埚或三瓣式保护坩埚，即所述保护坩埚是由两个或是三个独立的坩埚瓣构成。

参考图1和图2，图1为现有技术中一种常见的三瓣式保护坩埚的结构示意图，图1所示保护坩埚形状与用于单晶硅铸锭的石英坩埚形状相匹配，是由三个坩埚瓣构成，图1中未示出坩埚瓣之间的结合处。参考图2，图2为图1中所述三瓣式保护坩埚的俯视图。在垂直于所述保护坩埚中轴线的圆面内，所述坩埚瓣的之间的交点及所述圆面的圆心之间的圆心角相同，均为120°，即所述保护坩埚是由三个相同的坩埚瓣构成的。在进行单晶硅铸锭生产时，在石英坩埚外设置与所述石英坩埚形状相匹配的保护坩埚，之后在所示石英坩埚内装填硅料。如使用三瓣式保护坩埚，所述坩埚瓣在石英坩埚及硅料的重力作用下，三个坩埚瓣彼此接触构成一个完整的坩埚形状，如图1所示。类似的，而所述两瓣式保护埚是由两个坩埚瓣构成。

通过上述描述可知，现有的石墨坩埚是由两瓣或三瓣坩埚瓣组合而成。但是，在进行铸锭生产时，保护坩埚侧壁将会受到来至内部石英坩埚施加的水平方向的膨胀力力，其底部还要受到石英坩埚及硅料的重力。

参考图3，图3为现有三瓣式石墨坩埚中一个坩埚瓣在进行铸锭生产时的受力分析示意图，为便于说明，图3中仅通过一条弧线来表示所述坩埚瓣。坩埚瓣的侧壁在水平方向上受到一个膨胀力F1，坩埚瓣的底面受到石英坩埚及硅料的重力G。其中，F1和F2的合力F作用在坩埚瓣上的腰部，即侧壁所在竖直面与底部曲面的交接处，如图3中所示的R点。此时，如同在一个弧形杠杆上施加如图3所示的两个杠杆力F1和F2。而由于现有的石墨坩埚是由等静压石墨材料制备而成的，伸缩性及延展性差，材质较脆，不能很好的缓解、释放所述杠杆力。故生产过程中，易导致坩埚瓣在R处产生裂缝，甚至是导致坩埚瓣在R处发生断裂。因此，现有技术中的石墨坩埚易损坏，使用寿命短。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种保护坩埚，所述保护坩埚不易损坏，使用寿命长。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种保护坩埚，该坩埚包括：

坩埚侧壁，所述坩埚侧壁为一体成型结构；

坩埚底部，所述坩埚底部为一体成型结构，所述坩埚侧壁安装于所述坩埚底部且二者可拆分；

其中，所述坩埚底部与所述坩埚侧壁连接部位为所述坩埚底部与竖直面的切点围成的圆环，所述竖直面为与所述保护坩埚的中轴线平行的多个平面。

优选的，上述坩埚中，所述坩埚底部设置有与所述坩埚侧壁形状相匹配的装载槽，所述坩埚侧壁安装在所述装载槽内。

优选的，上述坩埚中，所述侧壁为C/C结构的碳纤维坩埚侧壁。

优选的，上述坩埚中，所述坩埚基底为：

C/C结构的碳纤维坩埚底部；

或等静压石墨坩埚底部。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的保护坩埚包括：坩埚侧壁，所述坩埚侧壁为一体成型结构；坩埚底部，所述坩埚底部为一体成型结构，所述坩埚侧壁安装于所述坩埚底部且二者可拆分；其中，所述坩埚底部与所述坩埚侧壁连接部位为所述坩埚底部与竖直面的切点围成的圆环，所述竖直面为与所述保护坩埚的中轴线平行的多个平面。通过对本实用新型技术方案的描述可知，所述保护坩埚的底部和侧壁是可拆分的结构，其底部和侧壁的结合处是保护坩埚易产生裂缝或易发生断裂的部位。由于所述保护坩埚存在述连接部位，在进行铸锭生产时，所述坩埚侧壁可以在竖直方向上移动，从而释放作用在所述保护坩埚上的杠杆力，进而避免了所述杠杆力对保护坩埚的破坏。因此，所述保护坩埚不易损坏，使用寿命长。

附图说明