一种拉晶炉的制作方法

本实用新型涉及太阳能光伏行业中的硅芯生长技术领域，尤其涉及一种拉晶炉。

背景技术：

在多晶产品生产中，硅芯是原生硅生长的载体，原生硅成品棒是通过硅芯的导电性能使其在高温下通过化学气相沉积法生长而成的，所以，硅芯质量直接影响原生硅成品棒质量。

现在市场上的硅价下探，利润压缩甚至亏损，硅芯的成本份额越来越不可忽视。好的热场是提高硅芯质量，压缩成本的关键。国内现有热场，拉制出来的硅芯经常存在以下问题：一次出硅芯数量不足；拉速低整体用时长生产效率低；生产电能消耗高；硅芯弯曲度不合格；表面附着力不强等。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供一种拉晶炉，以解决现有硅芯生长热场电能消耗高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种拉晶炉，包括拉晶炉炉体，所述拉晶炉炉体内自上而下依次设置有导流筒和坩埚，在所述拉晶炉炉体内壁与所述导流筒、坩埚之间设置有保温筒，所述保温筒上方设置有与其配合的保温盖，所述保温筒下方设置有与之其配合的底盘；

所述导流筒的顶部穿设在所述保温盖之间，所述保温盖包括间隔设置的上盖和下盖，所述下盖设置在所述保温筒的上端上，所述上盖靠近所述导流筒的一侧的上方固定有定位环，所述上盖设置在所述定位环的上方，所述上盖与所述下盖之间在所述定位环的外围设置有黏胶软毡。

进一步地，所述导流筒包括间距设置的外筒和内筒，所述外筒和内筒之间设置有保温毡。

进一步地，所述坩埚的下方设置有底加热器，围绕所述坩埚的外周设置有侧加热器，所述导流筒位于所述侧加热器的上方；

所述保温筒包括依次连接的上筒、中筒和下筒，其中所述上筒与所述中筒通过支撑环连接，所述上筒对应设置在所述导流筒的外围，所述中筒对应设置在所述侧加热器的外围，所述下筒设置在所述底加热器的外围。

进一步地，所述保温筒的外周壁上设置有多层黏胶软毡。

进一步地，所述底盘的下方设置有固化毡保温底板。

进一步地，所述内筒为漏斗形，所述外筒的纵截面为底面开口的U 形，所述外筒的底面开口与所述内筒的底面开口对齐设置，且所述内筒的底端放置在所述外筒的底壁上。

进一步地，所述外筒和内筒之间的保温毡包括将所述内筒与所述外筒的上端隔开的固化毡以及填充在所述外筒与所述内筒形成的空隙内的黏胶软毡。

进一步地，所述内筒的内壁的倾斜角度为27°-30°。

进一步地，所述导流筒的上端设置有吊爪。

优选的，所述上盖的外径为1000mm-1200mm，所述上盖的内径为 640mm-750mm，所述下盖的外径为750mm-950mm，所述下盖的内径为640mm-750mm；

所述定位环的高度为70mm-120mm，所述定位环外围的黏胶软毡的厚度为50mm-100mm；

所述导流筒的高度为510mm-600mm，所述导流筒的底端开口内径为250mm-340mm，内筒与外筒之间的最大距离为100mm-130mm；

上筒的内径为750mm-950mm，上筒的高度为350mm-450mm，上筒的壁厚为12mm-40mm；

保温筒外周上的黏胶软毡为6-9层，厚度共为60mm-100mm；

底盘的下方的固化毡保温底板的厚度为100mm-220mm。

(三)有益效果

本实用新型提供的拉晶炉，通过将保温盖分成上下两部分，并在上盖和下盖之间用黏胶软毡进行填充，增强了拉晶炉的上部空间的保温效果，相应的降低了整个拉晶炉热场的电能消耗，降低了生产成本并节约了能源。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例拉晶炉的结构示意图；

图2是国内常见热场与本实用新型拉晶炉热场的拉制硅芯的对照表。

图中：1：拉晶炉炉体；100：吊爪；101a：外筒，101b：内筒； 102：支撑环；103：侧加热器；104：底加热器；105：上筒保温黏胶软毡；106：上筒；107：中筒；108：中筒保温黏胶软毡；109：固化毡保温底板；110：下筒，111：下筒保温黏胶软毡；112：电极柱；113：上盖；114：下盖；115：坩埚；116：坩埚轴；117：定位环。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1所示，本实用新型实施例提供的拉晶炉，包括拉晶炉炉体1、设置在拉晶炉炉体1内的电极柱112、侧加热器103、底加热器104以及保温组件。其中，坩埚115通过设置在炉体底部的坩埚轴116支撑，对应所述坩埚115的下方也即在坩埚轴116的外围上设置所述底加热器104，在所述坩埚115的外周上间距设置有侧加热器103，所述底加热器104以及侧加热器103分别连接有电极柱112。所述导流筒的底部位于所述侧加热器103的上沿并由所述侧加热器103支撑设置。所述保温组件包括设置在所述炉体内壁与所述导流筒、坩埚之间保温筒、设置在所述保温筒上方的保温盖以及设置在保温筒下方的底盘。

所述保温盖包括间隔设置的上盖113和下盖114，所述下盖114设置在所述保温筒的上端面，所述上盖113靠近所述导流筒的一侧的上方固定有定位环117，所述上盖113设置在所述定位环117的上方，所述上盖113与所述下盖114之间在定位环117的外围设置有黏胶软毡。

所述导流筒的顶部穿设在所述保温盖之间，所述导流筒包括间距设置的外筒101a和内筒101b，具体的如图1所示，所述内筒101b为漏斗形，所述外筒101a的纵截面为底面开口的U形，所述外筒101a 的底面开口与所述内筒101b的底面开口一致并对齐设置，且所述内筒的底端直接放置在所述外筒的底壁上方(也即内筒101b是直接压在所述外筒101a上支撑设置)，所述内筒101b与所述外筒101a的上部均通过所述定位环117固定且所述内筒101b和外筒101a的上端设置有将其隔开的固化毡，外筒和内筒的形成的空隙内填充有黏胶软毡。

所述保温筒包括依次连接的上筒106、中筒107和下筒110，其中所述上筒106与所述中筒107通过支撑环102连接，所述上筒106对应设置在所述导流筒的外围，所述中筒107对应设置在所述侧加热器 103的外围，所述下筒110设置在底加热器104的外围。对应所述上筒 106、中筒107以及下筒110的外围分别设置有上筒保温黏胶软毡105、中筒保温黏胶软毡108以及下筒保温黏胶软毡111。

所述保温筒的底盘的下方设置有固化毡保温底板109。

作为一个优选方案，如图1所示，所述导流筒的上端设置有吊爪 100。

下面具体介绍相应关键部件的最优组合以及相应的效果：保温盖上盖外径1000mm-1200mm，内径640mm-750mm，其位于热场的最上方；保温筒下盖外径750mm-950mm，内径640mm-750mm，其用于支撑导流筒。

保温盖的上、下盖用导流筒定位环连接，定位环高度70mm-120mm，定位环外围用黏胶软毡填充厚度50mm-100mm。定位环的应用可以在上、下盖之间填充黏胶软毡，增强了保温效果，起到节能作用。

导流筒通过定位环定位，导流筒的高度为510mm-600mm，相比现有技术导流筒高度增大，这样可减少上部散热，使硅芯的轴向梯度更加合理。导流筒的底部开口内径250mm-340mm，可生产直径 210mm-300mm硅芯；导流筒角度27°-30°，适合一般的炉型CCD测量直径。导流筒的内、外筒用30mm-50mm固化毡隔开，最大距离 100mm-130mm，其间隙全部用黏胶软毡填充，使固液界面的轴向梯度更加合理。

吊爪可设置两个，两吊爪对称安装在导流筒外沿，长度150mm-200mm，用于辅助导流筒的升降，防止硅料碰到导流筒，从而大大增减了初次装料量，提高生产效率。

保温筒上筒沿与定位环配合，保温筒上筒内径为750mm-950mm，高度350mm-450mm，筒壁厚度12mm-40mm。保温筒上筒的下沿落在支撑环上，相比现有技术，保温筒的上筒内径有所缩小，这样不仅提高保温效果，还使加热器得到保护，在装料时可以有效避免小块硅料掉进加热器间隙引起加热故障。

保温筒的上、中、下筒，用6-9层黏胶软毡包裹，总体厚度 60mm-100mm，采用黏胶软毡代替普通碳毡提高了保温效果，使热场的径向梯度趋近与零，保证硅芯在整个拉制过程中均匀生长。

所述保温筒的底盘的下方的固化毡保温底板位于底加热器下部，高度为100mm-220mm，保温筒的底盘的保温材料由软毡改为固化毡，加强了炉底保温，使固液界面位置更加精确。可有效解决软毡不定型性带来工艺缺陷。

图2中的表格是国内常见热场与本实用新型拉晶炉热场拉制硅芯对照表，通过对照表以及上述陈述可知，本实用新型的拉晶炉保证晶体品质同时，提高了晶体生长动力，提高了热场保温效果，更加适合大直径硅芯生长的，生产一次可以满足72对以上还原炉用硅芯，而且生产效率高，电能消耗低，硅芯品质高。其突出优点如下：

1、上保温盖和下保温盖分开设计，中间用黏胶软毡填充，增加黏胶毡厚度，加强了上部的保温。

2、导流筒采用内、外筒结构，并增加了导流筒的高度，相应的减少了热场上部的散热，使得所述拉晶炉内固液界面轴向温度梯度更加合理。

3、增加导流筒升降吊爪，大大提高初次装料量，提高生产效率。

4、缩短了上保温筒的内径，减少了热场上部的空间，从而达到降低功率的作用。

5、改变了炉底部的保温材料，增加炉底保温性能，减少热量损失；同时，底盖下方的固化毡保温底板的固化使用，改变了普通软毡的不定型性，使固液界面和导流筒的位置更精确，确保硅芯平稳生长。

6、采用黏胶软毡和固化毡作为保温材料，使整体热场简化，方便拆装，缩短拆装炉的时间，提高生长效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。