[实用新型]一种降低掺鎵硅单晶氧含量的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种降低掺鎵硅单晶氧含量的装置，特别是一种用于降低太阳能用掺鎵硅单晶氧含量的装置。通过优化炉内保护气体流动达到降低氧含量的目的。 

技术背景

掺杂镓的硅单晶所制的太阳电池因其抗光衰的特性越来越受到光伏行业的重视，如专利200710058315.1所述掺镓硅单晶的电阻率纵向分布问题已被解决，但此工艺中的高晶转和埚转会使单晶的氧含量高于普通工艺，虽然氧含量的增高不会导致所制电池的光衰现象，但会导致少子寿命的降低。因此，降低掺鎵硅单晶的氧含量成为了待解决的问题。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服当前技术中单晶炉存在的在生长高寿命掺镓硅单晶的过程中掺镓硅单晶氧含量过高的问题，提供的一种降低掺鎵硅单晶氧含量的装置。通过在炉筒的上方新增2个对称的排气孔的设计，通过优化炉内气体的流动来降低氧含量。 

本实用新型的技术方案为： 

一种降低掺鎵硅单晶氧含量的装置，该装置为在常规单晶炉上新增2个上排气孔，上排气孔垂直位于下排气孔之上，上排气孔与下排气孔的间距为L＝150-200mm，2个上排气孔通过上排气管道与上真空泵相连。 

所述的上排气孔内径为50-80mm，下排气孔内径为80-120mm。 

所述的常规的单晶炉的结构包括，炉壁内安装保温筒，坩埚置于炉内中央，坩埚的两侧设置有加热器，导流筒安装于保温筒上，在炉壁的底部两侧各设置有一个下排气孔，两个下排气孔通过下排气管道连接下真空泵。 

本实用新型的有益效果为： 

本实用新型所述的降低掺鎵硅单晶氧含量的装置能在保证单晶高寿命的同时显著降低氧含量。试验结果表明本装置在实现少子寿命提高8微秒的前提下可以降低氧含量1.9ppma。 

附图说明

图1本实用新型设计示意图； 

图2常规单晶炉设计示意图。 

图3本实用新型设计管道连接示意图。 

其中，1-炉壁；2-保温筒；3-坩埚；4-加热器；5-融硅；6-上排气孔；8-下排气孔；9-单晶；10-导流筒；11-上排气管道；12-下排气管道；13-下排气真空泵；14-上排气真空泵；L-上下排气孔距离； 

具体实施方式

常规的单晶炉的结构如图2所示，炉壁1内安装保温筒2，坩埚3置于炉内中央，坩埚3的外侧设置有加热器4，导流筒10安装于保温筒2上，在炉壁1的底部两侧各设置有一个下排气孔8，两个下排气孔8通过下排气管道12连接下真空泵13。 

单晶炉工作时，加热器4使炉内温度升温到指定温度，下真空泵13通过下排气孔8抽出废气，融硅5在坩埚3内生长为单晶9。 

本实用新型的的结构如图1和3所示，即在常规单晶炉上新增2个上排气孔6，上排气孔6垂直位于下排气孔8之上，上排气孔6与下排气孔8的间距为L＝150-200mm，2个上排气孔6通过上排气管道11与上真空泵14相连；其中，上排气孔6内径为50-80mm，下排气孔8内径为80-120mm。 

以下实施例为本实用新型通过用制造不同规格的产品说明本装置的效果。 

应用实例一：本实用新型装置（改进晶龙集团产CZ90型单晶炉，其中L＝180mm，上排气孔6内径为65mm，下排气孔8内径为105mm。），在投料量为90kg多晶硅的前提下，生长直径6.5英寸目标电阻率为3欧姆·厘米至1欧姆·厘米的掺镓硅单晶。其中所用多晶硅为Hemlock产size4（具体为N100欧姆·厘米，P1000欧姆·厘米，B≤0.1ppba,O≤0.9ppba,C≤0.5ppma）原生多晶，上排气孔连接MH-2/70型真空泵，下排气孔连接MH-2/80型真空泵。加热化料阶段两个真空泵同时开启，化料完成后关闭上真空泵。 

应用实例二：本实用新型装置（改进晶龙集团产CZ90型单晶炉，其中L＝180mm，上排气孔6内径为65mm，下排气孔8内径为105mm。）在投料量为90kg多晶硅的前提下，生长直径8英寸寸目标电阻率为3欧姆·厘米至1欧姆·厘米的掺镓硅单晶。其中所用多晶硅为Hemlock产size4（具体为N100欧姆·厘米，P1000欧姆·厘米，B≤0.1ppba,O≤0.9ppba,C ≤0.5ppma）原生多晶，上排气孔连接MH-2/70型真空泵，下排气孔连接MH-2/80型真空泵。加热化料阶段两个真空泵同时开启，化料完成后关闭上真空泵。 

所有应用实例采用的相同的高寿命工艺。