单晶炉导流筒的制作方法

本实用新型总体来说涉及一种导流筒，具体而言，涉及一种单晶炉导流筒。

背景技术：

太阳能光伏行业的快速发展，对单晶电池片的质量要求越来越高，企业需要不断的进行技术创新，去提高单晶质量及产量，降低单晶拉制的生产成本才能给企业带来最大的经济收益。直拉式硅单晶生长炉是制备硅单晶材料的主要设备，其内部的石墨热场保证了硅单晶的稳定生长，导流筒是组成石墨热场的一部分，在硅单晶生长过程中起到了非常重要的作用。氩气气体由上而下经过导流筒导入热场内部，可以有效的带走硅溶液上方的SiO，并对单晶硅棒进行降温，增大其纵向温度梯度，使单晶快速生长。但是传统的导流筒由高纯石墨构成，温度梯度较小，以往的拉速已经满足不了现代工艺要求，并且导流筒石墨内含有金属杂质，在高温下挥发被氩气吹入硅溶液内，造成单晶少子寿命偏低。目前大部分硅单晶生产企业采取在石墨内导里面加一层石英内衬，石英内衬由高纯石英制成，这样可以有效提高单晶的少子寿命，但是在拉晶过程中高温下，SiO2容易被内导上面的C还原，石英内衬容易破碎，这样不仅没有帮助硅单晶有效生长还增加了生产成本。

其次，现有的导流筒在使用过程中只能用目测的方法去判断硅单晶生长过程中熔硅液面距导流筒的距离，人为占主要因素，判断失误率较高，导流筒容易沾硅、浸硅，造成硅料、石墨件的损失，大大增加了硅单晶的生产成本，给企业损失了一定的经济效益。

综上所述，实用新型一种利于硅单晶快速生长、提高单晶品质、降低单晶生产成本的导流筒对于单晶产业具有非常大的意义。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种单晶炉导流筒，以提高单晶的生长速度。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种单晶炉导流筒，具有炉口和炉底，其特征在于，所述单晶炉导流筒包括：外导流筒；内导流筒，所述内导流筒设置于所述外导流筒内，所述内导流筒包括彼此相互连接的第一内导流筒和第二内导流筒，所述第一内导流筒靠近所述单晶炉导流筒的炉口，所述第二内导流筒靠近所述单晶炉导流筒的炉底；其中，所述第一内导流筒的传热系数大于所述第二内导流筒的传热系数。

根据本实用新型的一种实施方式，其中所述第一内导流筒由金属钼制成，所述第二内导流筒由石墨制成。

根据本实用新型的一种实施方式，其中所述第一内导流筒的长度与所述侧壁总长度的比值为1/3至4/5。

根据本实用新型的一种实施方式，其中所述第一内导流筒的长度与所述内导流筒长度的比值为1/2至2/3。

根据本实用新型的一种实施方式，其中所述外导流筒和所述内导流筒之间设置有空腔，所述空腔内设置有保温结构。

根据本实用新型的一种实施方式，其中所述保温结构为固定毡。

根据本实用新型的一种实施方式，其中所述单晶炉导流筒还包括石英内衬，所述石英内衬贴附于所述内导流筒的内侧壁设置。

根据本实用新型的一种实施方式，其中所述石英内衬与所述第二内导流筒及/或所述第一内导流筒之间设置有石英棉。

根据本实用新型的一种实施方式，其中所述单晶炉导流筒还包括监测部，所述监测部从单晶炉导流筒的内侧壁向所述炉底延伸，并突出于所述炉底外部。

根据本实用新型的一种实施方式，其中所述监测部为由石英材料制成的杆状件，该杆状件呈“L”型，包括连接段和监测段，所述连接段向所述内侧壁延伸，所述监测段向所述炉底延伸，所述监测段包括呈角度设置的侧壁延伸段和炉底突出段，所述侧壁延伸段沿侧壁向所述炉底延伸，所述炉底突出段从所述炉底向外部延伸。

由上述技术方案可知，本实用新型的单晶炉导流筒的优点和积极效果在于：本实用新型提供的内导流筒包括第一内导流筒和第二内导流筒，第一内导流筒的传热系数大于第二导流筒的传热系数，从而能够有效地增大单晶炉导流筒内部的纵向温度梯度，可以提高单晶的增长速度。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施例的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种单晶炉导流筒剖视图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种监测部的侧视图。

图3是根据一示例性实施方式示出的一种监测部的端面图。

图4是根据一示例性实施方式示出的一种安装孔的结构图。

其中，附图标记说明如下：

1、外导流筒； 2、保温结构； 3、石英内衬；

4、监测部； 5、第一内导流筒； 6、第二内导流筒；

7、安装孔。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种单晶炉导流筒剖视图。参照图1，根据本实用新型的一个方面，提供了一种单晶炉导流筒，其中单晶炉导流筒包括外导流筒1和内导流筒。外导流筒1的侧壁形成腔体；内导流筒设置于腔体中，内导流筒的侧壁包括彼此相互连接的第一内导流筒5和第二内导流筒6，第一内导流筒5靠近单晶炉导流筒的炉口，第二内导流筒6靠近单晶炉导流筒的炉底；第一内导流筒5的传热系数大于第二内导流筒6的传热系数。由于第一内导流筒5的传热系数比第二内导流筒6的传热系数大，第一内导流筒5散热较第二内导流筒6快，因此第一内导流筒5区域的炉温比第二内导流筒6区域的炉温低，从而能够有效地增大单晶炉导流筒内部的纵向温度梯度，提高了单晶的增长速度。

本领域技术人员可以根据需要选择材料，例如第一内导流筒5由金属钼制成，第二内导流筒6由石墨制成，但不以此为限，都在本实用新型的保护范围内。除此，第一内导流筒5和第二内导流筒6之间可以通过拼接、粘接等连接方式组合在一起，也可以采用其他方式对接，都在本实用新型的保护范围内。

沿炉口向炉底延伸的方向，可以根据需要设置第一内导流筒5的长度，继续参照图1，作为本实用新型的一实施方式，第一内导流筒5的长度与侧壁总长度的比值为1/3至4/5，例如但不限于2/5，11/20，3/5，13/20都在本实用新型的保护范围内。更加优选地比值为1/2至2/3。

为了能够很好地提高单晶炉导流筒的保温效果，在内导流筒和外导流筒1之间可以设置保温结构2，继续参照图1，作为本实用新型的一实施方式，其中外导流筒1和内导流筒之间设置有空腔，空腔内设置有保温结构2。可以理解的是，本领域技术人员能够想到的具有保温性能的材料，都在本实用新型的保护范围内，例如但不限于碳毡、固化毡等，本实用新型的一实施方式中选用了固化毡作为保温结构2，由于固化毡具有较好的硬性，在起到保温作用的同时，该固化毡还对内导流筒的第一内导流筒5和第二内导流筒6分别起到支承作用。

为了进一步提高单晶的质量，作为本实用新型的一实施方式，单晶炉导流筒还包括石英内衬3，石英内衬3贴附于内导流筒的内侧壁设置。由于单晶炉导流筒的内导流筒包括有钼制成的第一内导流筒5和由石墨制成的第二内导流筒6，石墨中也含有金属杂质，在使用单晶炉导流筒的过程中，高温环境下气体容易把金属杂质吹入到硅溶液中。在内导流筒的内侧壁设置石英内衬3可以阻挡金属杂质进入到硅溶液中，提高单晶少子寿命，从而提高单晶的质量。

为了提高石英内衬3的使用寿命，可以在石英内衬3与第二内导流筒6及/或第一内导流筒5之间设置隔温装置，继续参照图1，作为本实用新型的一实施方式，其中，该隔温装置可以为石英棉。由于石英棉中含有sio₂，石墨中含有c，在高温环境下sio₂和c反应，从而避免了石英内衬3中的sio₂参加反应，有效地保护了石英内衬3，提高了石英内衬3的使用寿命。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种监测部4的侧视图。图3是根据一示例性实施方式示出的一种监测部4的端面图。

为了准确监测位于单晶炉导流筒下方的硅溶液的液面高度，防止该液面与该单晶炉导流筒接触，造成单晶炉导流筒损坏，参照图2和图3，作为本实用新型的一实施方式，其中单晶炉导流筒还包括监测部4，监测部4从单晶炉导流筒的内侧壁向炉底延伸，并突出于炉底外部。该监测部4可以与石英内衬3一体成型，也可以将石英内衬3独立设置，后续组装在单晶炉导流筒上，都在本实用新型的保护范围内。图4是根据一示例性实施方式示出的一种安装孔7的结构图，通过该安装孔7，监测部4可以设置于单晶炉导流筒上。

该石英内衬3可以有多种结构形式，作为本实用新型的一实施方式，其中监测部4为杆状件。该杆状件可以为圆柱杆、棱柱杆或其他形状，都在本实用新型的保护范围内。本实用新型的一种实施方式，其中监测部4为独立构件，且为呈“L”字形的杆件。在石英内衬3的侧壁上可以设置有安装孔7，该监测部4的一端可以设置插设于该安装孔7内，另一端沿着石英内衬3的侧壁向炉底延伸，以形成侧壁延伸段；后再向硅溶液方向延伸，以形成炉底突出段。该杆件的侧壁延伸段和炉底突出段之间可以具有预定角度，例如但不限于角度可以为135°、150°、165°、167.5°或180°，都在本实用新型的保护范围内。在使用过程中，操作员可以根据监测部4的炉底突出段距硅溶液的液面距离，生产装置的相对位置进行调整，以防止硅溶液的液面将单晶炉导流筒浸泡。

为了进一步提高单晶的质量，作为本实用新型的一实施方式，其中监测部4由石英材料制成，但不以此为限，本领域技术人员能够想到的其他材料也在本实用新型的保护范围内。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。