一种带有旋转磁场的硅晶体生长炉的制作方法

本实用新型涉及硅晶体生长设备技术领域，具体涉及一种带有旋转磁场的硅晶体生长炉。

背景技术：

目前太阳能领域使用的晶体生长炉，主要包括多晶铸锭炉和单晶生长炉。这些晶体生长炉通过石墨加热器对放置在坩埚内的硅料进行加热，使其完全熔化，然后通过升降隔热笼和调节加热功率完成晶体生长。高温下硅熔液与石英坩埚内表面接触，反应生成SiO等硅氧化合物，这些物质有一部分溶解进入硅熔体内部，这是硅晶体中氧含量的主要来源。在硅熔液中，由于温度和空间的限制，硅熔体还存在不同方向的对流。这些熔体流动将更多的SiO气体带入熔体，也加剧了硅熔体对坩埚内表面的冲刷，这进一步增加了硅晶体中的氧含量。硅晶体中的氧与掺杂元素硼形成硼-氧复合体。在做成电池后，这些硼-氧复合体会造成光电转换效率的光致衰减。对PERC等高效电池工艺，这种衰减更加明显，严重影响电池光电效率表现。因此，降低硅晶体中的氧含量，是非常必要和有意义的技术方向。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种带有旋转磁场的硅晶体生长炉，能够有效降低硅晶体中的氧含量。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种带有旋转磁场的硅晶体生长炉，包括坩埚、加热器与保温护板，还包括磁场发生装置；所述磁场发生装置位于坩埚的四周、加热器与保温护板之间；所述磁场发生装置包括三相导线，三相导线连接三相电源，使坩埚内产生旋转磁场。

进一步的，所述磁场发生装置包括固定于晶体生长炉炉腔内的绝缘体；所述绝缘体上设有若干组三相导线，同相导线并联。

进一步的，所述磁场发生装置有任意数量个。

进一步的，硅晶体生长炉为任意从硅熔体中生长晶体的炉型。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过在晶体生长炉内施加一个电磁场，该电磁场由三相导线绕制而成，由于三相电源存在的相位差线圈会产生旋转的磁场，坩埚内的硅液在磁力作用下旋转，加强了熔池的搅拌作用；在强对流下，熔池内的冷热区分布更加均匀，固液界面平坦，同时涡流会促使杂质元素向熔池中心聚集，方便顶吹氩气将杂质带走，加强整体排杂。通过平坦固液界面和加强排杂，得到位错更低，晶体质量更好的硅锭。

附图说明

图1为坩埚四周设置磁场发生器的示意图；

图2为磁场发生器的示意图；

图中标号：1、绝缘体；2、三相导线；3、磁场发生装置；4、坩埚。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的阐述。

本实用新型提供一种带有旋转磁场的硅晶体生长炉，其内设有磁场发生装置，磁场发生装置包括固定于晶体生长炉炉腔内的绝缘体1；绝缘体1上设有若干组三相导线2，三相导线按次序以ABC的形式堆叠缠绕在绝缘体1上，同相导线并联。如图1、2所示，本实施例计为了配合实际应用过程中炉腔内部空间拥挤，尤其在拐角处空间狭窄，将绝缘体1分成四段，分别位于坩埚4的四周。绝缘体1不限于正方形，也可以为其他形状，也不限于分为四段，也可以根据实际情况分为不同段数。线圈密度，也就是磁极对数，也应根据实际装料量及磁力大小与作用形式需求而定。磁场转速与磁极对数成反比关系，对数越多转速越低，扭矩越强。对于多晶铸锭过程，熔池体量大，需要低转速大扭矩的磁场，所以设计为多磁极对数，即多组三相导线，且同相导线并联。磁场发生装置放置于加热器与保温护板之间；三相导线3连接三相电源，使坩埚4内产生旋转磁场。

三相导线3通电后形成磁极，由于三相电相偏差，磁极会不断转动，形成旋转磁场，在该磁场作用下，带动熔池转动，再搅拌熔池过程中，使熔池内温区均匀，固液界面更加平坦。此外熔池旋转过程中可以将比重较轻的挥发份杂质。

本实用新型适用于多晶、单晶、准单晶等多种从硅熔体中生长晶体的炉型。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。