[发明专利]一种单晶炉

说明书

技术领域

本发明涉及单晶硅生产设备技术领域，特别是涉及一种单晶炉。

背景技术

太阳能由于其无污染、取之不竭、无地域性限制等优点，成为新能源开发利用的主要研究方向。太阳能电池的应用也越来越普及，其中，单晶硅太阳能电池以其较高的光电转换效率受到广泛关注。单晶硅是生产单晶硅太阳能电池的基础原料，而单晶硅必须利用硅原料经过一系列的工艺方法生产得到。

单晶炉是在惰性气体环境中，采用石墨电阻加热器，将硅材料熔化，并采用直拉法生长无位错单晶的设备。单晶炉包括炉体和坩埚托杆，所述坩埚托杆通过设置在炉体底部中央的开口贯穿炉体的底部，坩埚托杆的上端固定有坩埚托盘，用于支撑坩埚；炉体内的下周壁设有加热器，用于加热坩埚内的硅材料。

单晶炉在运行时热场内为高温环境，当处于加热工艺段时，坩埚内的硅材料熔化，坩埚位于炉体的下方，被加热器环绕，处于热场的中部位置，如此，加热器可以为坩埚内的硅材料提供热量；当运行至等径工艺段时，坩埚内的液面下降，由于坩埚内的液面与炉体内上部设置的导流筒之间要保持适当的距离，所以此时需要将坩埚上移，坩埚的上移通过坩埚托杆带动，如此，坩埚处于热场的上部位置，热场下部位置的热量被坩埚托杆吸收，由于坩埚托杆的下方设有水冷结构，所以坩埚托杆的温度下降较快，从而降低热场下部位置的温度，使得热场下部位置的热量不能更好地用于坩埚内硅材料的加热，造成了热量的损失，消耗了加热器消耗的电能。

有鉴于此，如何改进单晶炉的结构，使得在单晶硅加工的过程中，能够减少热量的损失，节约电能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单晶炉，该单晶炉在单晶硅加工过程中，提高了加热器产生的热量的利用率，降低了热量的损失，节约了电能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单晶炉，包括：

炉体；

加热器，设于所述炉体内的下周壁；

坩埚托杆，贯穿所述炉体的底部，其上端固定有支撑坩埚的坩埚托盘，且能够带动所述坩埚托盘在竖直方向上移动；还包括：

隔热部件，套设于所述坩埚托杆；单晶炉处于加热工艺段时，所述隔热部件与所述炉体底部的压片抵接；单晶炉处于等径工艺段时，所述隔热部件位于所述坩埚托杆和所述加热器的下部之间。

优选地，所述隔热部件为套筒，所述套筒通过提升杆与所述坩埚托杆连接；所述提升杆的一端与所述套筒滑动连接，另一端与所述坩埚托杆固定连接；还包括限位部，所述坩埚托杆向上移动时用于限定所述提升杆与所述套筒的相对位置。

优选地，所述套筒的周壁设有至少两个滑道，所述提升杆的一端位于所述滑道内，另一端与所述坩埚托杆通过螺纹连接；所述限位部为所述滑道的顶端内壁。

优选地，所述滑道沿所述套筒的周壁均匀分布。

优选地，所述提升杆位于所述滑道内的一端设有凸块，所述滑道的顶端内壁具有与所述凸块相配的凹槽。

优选地，所述隔热部件为套筒，所述套筒通过提升杆与所述坩埚托杆固接。

优选地，所述套筒的周壁设有至少两个限位槽，所述提升杆的一端插装于所述限位槽，另一端与所述坩埚托杆通过螺纹连接。

优选地，所述限位槽沿所述套筒的周壁均匀分布。

优选地，所述限位槽的内周壁设置有突起部。

优选地，所述套筒为石墨套筒。

本发明提供的单晶炉通过结构改进提高了加热器产生的热量的利用率，降低了热量的损失，节约了电能。具体地，本方案中坩埚托杆的外周套设有隔热部件，单晶炉处于加热工艺段时，隔热部件与炉体底部的压片抵接，此时，坩埚处于热场的中部位置，加热器产生的热量能够最大程度地被坩埚内的硅材料吸收；单晶炉处于等径工艺段时，隔热部件位于坩埚托杆和加热器的下部之间，此时，坩埚处于热场的上部位置，由于隔热部件的阻挡作用，有效地防止了加热器下部产生的热量被坩埚托杆吸收，减缓了热场下部温度的下降，从而减少了热量的损失，降低了单晶炉运行的加热器功率，节约了电能。

附图说明

图1为本发明所提供的单晶炉在加热工艺段的剖面示意图；

图2为本发明所提供的单晶炉在等径工艺段的剖面示意图；

图3为本发明所提供的单晶炉的套筒的正视剖面图；

图4为本发明所提供的单晶炉的套筒的侧视剖面图；

图5为本发明所提供的单晶炉的提升杆的结构示意图。

具体实施方式