直拉单晶用加热器的制作方法

文档序号:11040363
直拉单晶用加热器的制造方法与工艺

本实用新型属于光伏发电技术领域,涉及一种直拉单晶用加热器。



背景技术:

面对全球可利用能源有限及环境污染严重的问题,单晶硅作为太阳能电池的重要材料,在未来势必需求量大增。目前单晶硅生产技术主要以直拉法为主。如何降低直拉法单晶硅的生产成本,提高直拉法单晶硅的质量是目前需要解决的技术问题。

单晶炉内安装有位于石英坩埚外围的加热器,石英坩埚内装有晶硅原料,通过加热器使石英坩埚内的晶硅原料处于硅液状态。现有的加热器为圆筒状结构的电阻加热器,该电阻加热器包括加热器本体,沿着圆周方向在加热器本体的中部开设有一些竖直的、条状的槽孔,用来减少电阻的横截面积,进而增大电阻值,发热量较高。在该电阻加热器的顶部与底部没有开设槽孔,发热量较低。并且该电阻加热器安装到单晶炉中,发热量高的区域对准石英坩埚,使得石英坩埚上方的温度较低,即使得单晶棒结晶面以上部分的温度较低。而石英坩埚内的硅液的温度较高,温差产生热对流,使得石英坩埚底部的氧含量向上流向结晶面处,进而导致最终的单晶棒的质量较差,含氧量较高。另外,该加热器本体的底端连接有两个安装座,安装到单晶炉中之后,稳定性较差。



技术实现要素:

基于此,有必要提供一种能够节约成本、提高单晶棒质量的直拉单晶用加热器。

直拉单晶用加热器,包括圆筒状的加热器本体,所述加热器本体包括上部产热部和下部产热部,所述上部产热部的产热量大于下部产热部的产热量;所述直拉单晶用加热器安装到单晶炉中后,上部产热部与单晶棒结晶面以及单晶棒结晶面以上的区域对应,下部产热部与坩埚对应。

本申请的优点在于:1、相对于现有技术,将加热器本体的上部产热部的产热量提高,并且使上部产热部对准单晶棒结晶面以及单晶棒结晶面以上的区域,能够增大单晶棒的纵向温度梯度;相对于现有技术,将加热器本体的下部产热部的产热量降低,并且使下部产热部对准坩埚,能够降低坩埚中的硅液的纵向温度梯度,硅液的纵向温度梯度降低能够带来热对流现象的降低,减少了硅液底部的氧含量随着热对流向上移动到单晶棒结晶面,提高了单晶棒的质量。2、增大单晶棒的纵向温度梯度和降低坩埚中的硅液的纵向温度梯度能够提高单晶棒的拉速,从而提高生产效率和节约成本。

在其中一个实施例中,所述直拉单晶用加热器为电阻加热器,所述上部产热部的电阻值大于下部产热部的电阻值。

在其中一个实施例中,所述上部产热部上分布有多个上部槽孔,下部产热部上分布有多个下部槽孔。

在其中一个实施例中,所述上部槽孔的数量多于下部槽孔的数量。

在其中一个实施例中,下部槽孔的顶端向上延伸至上部产热部。

在其中一个实施例中,所述加热器本体的底端连接有多个在圆周方向均匀分布的安装座,该多个安装座的数量为两个以上。

在其中一个实施例中,该多个安装座的数量为4个。

在其中一个实施例中,多个安装座中的其中两个安装座兼具安装座和电极脚功能。

在其中一个实施例中,上部槽孔和下部槽孔分别为竖直的细条状结构。

在其中一个实施例中,多个上部槽孔沿着圆周方向均匀排列在上部产热部上,多个下部槽孔沿着圆周方向均匀排列在下部产热部上。

附图说明

图1为本实用新型直拉单晶用加热器的俯视图;

图2是图1的剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图1和附图2,说明本实用新型的较佳实施方式。

本申请的直拉单晶用加热器100,包括圆筒状的加热器本体110,加热器本体110包括上部产热部112和下部产热部114,上部产热部112的产热量大于下部产热部114的产热量;直拉单晶用加热器100安装到单晶炉中后,上部产热部112与单晶棒结晶面以及单晶棒结晶面以上的区域对应,下部产热部114与坩埚对应。如图2所示,a标志线以上的部分为上部产热部112,a标志线以下的部分为下部产热部114。

在拉晶过程中,单晶炉内的温度较高,温度变化的较明显,温度梯度大,温度较低,温度变化不明显,温度梯度小。本申请将加热器本体110的上部产热部112的产热量提高,并且使上部产热部112对准单晶棒结晶面以及单晶棒结晶面以上的区域,能够增大单晶棒的纵向温度梯度;将加热器本体的下部产热部114的产热量降低,并且使下部产热部114对准坩埚,能够降低坩埚中的硅液的纵向温度梯度,硅液的纵向温度梯度降低能够带来热对流现象的降低,减少了硅液底部的氧含量随着热对流向上移动到单晶棒结晶面,提高了单晶棒的质量。增大单晶棒的纵向温度梯度和降低坩埚中的硅液的纵向温度梯度能够提高单晶棒的拉速,从而提高生产效率和节约成本。

本申请的直拉单晶用加热器100为电阻加热器,上部产热部112的电阻值大于下部产热部114的电阻值。上部产热部112上分布有多个上部槽孔1121,下部产热部114上分布有多个下部槽孔1141。上部槽孔1121和下部槽孔1141分别为竖直的细条状结构。多个上部槽孔1121沿着圆周方向均匀排列在上部产热部112上,多个下部槽孔1141沿着圆周方向均匀排列在下部产热部114上。

可以通过设置使上部槽孔1121的数量多于下部槽孔1141的数量,从而使上部产热部112的横截面积小于下部产热部114的横截面积,从而使得上部产热部112的电阻值大于下部产热部114的电阻值。或者上部槽孔1121的数量与下部槽孔1141的数量相同,但是下部槽孔1141的顶端向上延伸至上部产热部112,使上部产热部112的横截面积小于下部产热部114的横截面积,从而使得上部产热部112的电阻值大于下部产热部114的电阻值。在电阻加热器通电后,上部产热部112的产热量大于下部产热部114的产热量。

加热器本体110的底端连接有多个在圆周方向均匀分布的安装座120,该多个安装座120的数量为两个以上。现有技术中,加热器本体的底端只设置两个安装座,当其中一个安装座坏掉之后,整个加热器就不能使用了。本申请设置两个以上的安装座120的好处在于:当其中一个安装座120坏掉之后,直拉单晶用加热器100可以继续使用,延长了加热器的使用寿命。并且设置两个以上的安装座120能够使得加热器本体110更加稳固、不易变形。优选的,多个安装座130的数量为4个。多个安装座120中的其中两个安装座120兼具安装座和电极脚功能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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