[发明专利]一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置以及单晶硅生长方法

说明书

本发明公开了一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置以及单晶硅生长方法，涉及单晶硅生长领域。该水冷热屏结构的一具体实施方式包括：内壳的内表面排列设置槽形结构；内壳的剖面和外壳的剖面均为倒置的等腰梯形结构；内壳套装在外壳内，内壳的上边缘和下边缘分别与外壳的上边缘和下边缘密封连接；内壳与外壳之间形成空腔，冷却水导流装置设置于空腔内。该实施方式能够有效地提高水冷热屏结构吸收热辐射的能力，从而提高水冷热屏结构的散热效果。

技术领域

本发明涉及单晶硅生长领域，尤其涉及一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置以及单晶硅生长方法。

背景技术

目前直拉法或直拉区熔结合法制备太阳能用单晶硅过程中，为了提升单位时间的产出量，提升单晶硅生长速度是需要克服的关键问题。单晶硅生长速度受结晶界面附近的晶体的纵向温度梯度影响比较大，结晶界面附近的晶体的温度梯度越大，单晶硅生长越快。由于硅从液态转化为固态需要释放大量的热，那么增加结晶界面附近的晶体的纵向温度梯度的一种方式是使晶体能够快速散热。目前主要通过水冷热屏结构为晶体散热。

由于水冷热屏结构不能与晶体或硅液接触，因此晶体与水冷热屏之间热的传输主要靠辐射方式，即水冷热屏内表面吸收热辐射，并将吸收的部分热传输给循环水。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

由于现有的水冷热屏结构的内表面是光滑表面，具有比较强的反射能力，导致现有的水冷热屏吸收热辐射能力比较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置以及单晶硅生长方法，能够有效地提高水冷热屏结构吸收热辐射的能力，从而提高水冷热屏结构的散热效果，以有效地增大结晶界面附近的晶体的纵向温度梯度。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种水冷热屏结构，包括：内壳、外壳、冷却水导流装置，其中，

内壳的内表面排列设置槽形结构；

内壳的剖面和所述外壳的剖面均为倒置的等腰梯形结构；

内壳套装在外壳内，内壳的上边缘和下边缘分别与外壳的上边缘和下边缘密封连接；

内壳与外壳之间形成空腔，冷却水导流装置设置于空腔内。

优选地，所述槽形结构排列于所述内壳的内表面的部分区域或全部区域。优选地，所述槽形结构在所述内壳的内表面密集排列。

优选地，所述槽形结构为轴向槽。

优选地，所述槽形结构为径向槽。

优选地，所述槽形结构的截面为V形、U形、弧形、类矩形以及扇形中的任意一种形状。

优选地，针对所述内壳的内表面仅排列设置有一种形状的槽形结构的情况，

相邻两个所述槽形结构的相邻两个侧壁相交。

优选地，针对所述内壳的内表面排列设置有多种形状的槽形结构的情况，

相邻两个所述槽形结构的相邻两个侧壁相交，或者，相邻两个所述槽形结构具有同一侧壁。

优选地，所述槽形结构的夹角不大于90度。

优选地，所述槽形结构1011的深度不小于2mm。

优选地，相邻两个所述槽形结构1011的相邻侧壁之间的间距不大于30mm。

第二方面，本发明实施例提供一种单晶硅生长装置，包括：单晶炉本体以及上述任一项水冷热屏结构，其中，

所述水冷热屏结构设置于所述单晶炉本体内。

优选地，水冷热屏结构位于单晶炉本体包括的坩埚上方。