[发明专利]一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置和单晶硅生长方法

说明书

本发明公开了一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置和单晶硅生长方法。该水冷热屏结构包括：水冷热屏本体以及设置于水冷热屏本体内部的气冷装置，其中，气冷装置，用于将惰性气体输送至单晶硅生长区域。该水冷热屏结构能够有效地提升单晶硅生长速度。

技术领域

本发明涉及一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置和单晶硅生长方法。

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：

由于循环水能够带走的热量有限，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，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种水冷热屏结构、单晶硅生长装置和单晶硅生长方法，能够有效地增强水冷热屏结构的散热性能以及晶体界面得温度梯度，以达到提升单晶硅生长速度的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种水冷热屏结构，包括：水冷热屏本体以及设置于所述水冷热屏本体内部的气冷装置，其中，

所述气冷装置，用于将惰性气体输送至单晶硅生长区域。

第二方面，本发明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所述水冷热屏结构，其中，

所述水冷热屏结构设置于所述单晶炉本体内。

第三方面，本发明提供一种利用具有上述任一水冷热屏结构的单晶硅生长装置进行单晶硅生长的方法，包括：

在单晶硅穿过所述水冷热屏结构拉直生长阶段，持续通过所述气冷装置将外部的惰性气体输入所述水冷热屏本体内部，以使所述惰性气体直接吹拂生长的单晶硅的表面。

上述发明的第一方面的技术方案具有如下优点或有益效果：为水冷热屏本体增设气冷装置，由于该气冷装置位于水热屏本体内，其可将外部的惰性气体送至单晶硅生长区域，该惰性气体可直接吹拂生长的单晶硅的表面或者单晶硅的结晶界面，一方面由于温差的存在，惰性气体可以带走水冷热屏本体内部部分热量，另一方面，通过将惰性气体输送至单晶硅生长区域，可以使惰性气体直接吹拂生长的单晶硅的表面或者吹拂单晶硅的结晶界面，可以直接带走单晶硅表面或者单晶硅的结晶界面的部分热量，从而增强水冷热屏结构的散热性能以及晶体界面得温度梯度，以达到提升单晶硅生长速度的目的。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的水冷热屏本体的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的水冷热屏结构的剖面结构的示意图；

图3是根据本发明的另一个实施例的水冷热屏结构的剖面结构的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的水冷热屏结构中的气冷装置的俯视图；

图5是根据本发明另一个实施例的水冷热屏结构中的气冷装置的俯视图；

图6是根据本发明的一个实施例的水冷热屏与单晶硅之间关系的剖面的示意图；

图7是根据本发明的又一个实施例的水冷热屏结构的剖面结构的示意图；