[实用新型]一种单晶硅拉单晶用水冷内导

说明书

本实用新型提供一种单晶硅拉单晶用水冷内导，包括进水管、水冷内导本体和出水管，所述进水管与所述出水管对称设于所述水冷内导本体的上部，所述水冷内导本体的内侧面设有凹槽，所述水冷内导内侧面涂覆有黑色介质。本实用新型的有益效果是本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，在水冷内导的中空腔体内设置有循环流动的冷却介质，冷却介质为液氮等，可以加快拉单晶时单晶表面热量的散失，增加界面的过冷度；在水冷内导的内表面设有凹槽，可以增加水冷内导导热面积，增大表面吸收热量；在水冷内导内表面设有吸热介质，增加水冷内导表面吸收热量，增大单晶表面热量传递效率。

技术领域

本实用新型属于单晶硅生产技术领域，尤其是涉及一种单晶硅拉单晶用水冷内导。

背景技术

全球所生产的太阳能电池有80％以上是使用晶体硅，其中单晶硅约占40％，单晶硅最大的优势就是其转换效率高，但是生产成本较高，由于传统的单晶硅生成加工企业生产水平较低，生成技术水平不高，最终造成单晶硅生产效率低、成本高，这极不利于单晶硅生成加工企业的发展，因此单晶硅生成加工企业也在探索提高生成效率、降低成本的单晶硅生产方法。

根据直拉单晶硅的生长界面的能量守恒方程：Q_in+Q_L＝Q_out→k_meltG_melt+LV＝k_cryG_cry

其中，Q_in为熔体传入结晶界面的热量，Q_out为结晶界面向晶体付出的热量，Q_L为结晶潜热。得出实际晶体生长速度如下：

其中，V_crys为单晶硅生长速度，G_crys为晶体界面附近的轴向温度梯度，G_melt为生长界面附近熔体内的轴向温度梯度，K_crys与K_melt分别为晶体与熔体的传热系数，A为结晶界面的面积，D_crys为结晶的面积，L为结晶潜热。

从上式中可以看出，生长固定直径单晶硅时，除了晶体轴向温度梯度G_crys与熔体轴向温度梯度G_melt为可变动值，其它均为固定值，因此提高直拉单晶硅拉速应从界面附近晶体及熔体的轴向温度梯度出发，即：①增加界面上方晶体内轴向温度梯度G_crys；②降低界面下方熔体内轴向温度梯度G_melt。

直拉单晶(CZ)法的热场是由石墨件系统、单晶炉冷却系统、氩气系统组成的一套复杂的单晶生长系统。正常情况下直拉单晶法的冷却工艺是在通入冷却气体(一般为氩气)的环境下进行的，由于整个系统处于开启状态，通入的氩气在炉体内停留时间较短，最终带走的热量为全部热量的80％--85％，冷却效果一般且冷却气体成本大。单晶的生长速度取决于固液界面温度梯度，温度梯度越大，生长速度越快，但温度梯度过大，也会导致晶体生长过程出现位错等问题。

发明内容

鉴于上述问题，本实用新型要解决的问题是提供一种单晶硅拉单晶用水冷内导，。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种单晶硅拉单晶用水冷内导，包括进水管、水冷内导本体和出水管，进水管与出水管对称设于水冷内导本体的上部，水冷内导本体的内侧面设有凹槽，水冷内导内侧面涂覆有黑色介质。

具体的，水冷内导为锥形环状结构。

具体的，凹槽为螺纹槽。

进一步的，水冷内导本体的内表面的凹槽内设有热管。

进一步的，水冷内导本体具有中空腔体，中空腔体与进水管和出水管连通。

进一步的，中空腔体内部设有冷却介质。