一种增加单晶炉投料量的热场结构的制作方法

文档序号:33332142发布日期:2023-03-04 00:38阅读:200来源:国知局

1.本实用新型涉及光伏制造技术领域,尤其涉及一种增加单晶炉投料量的热场结构。


背景技术:

2.目前,各家公司、不同尺寸的热场中,使用的均是相似结构的平板状底加热器,如图1所示,主加热器1的中部设有石英坩埚位2,以用于盛放石英坩埚,石英坩埚位2的下方为托座3和底加热器4,底加热器4连接在安装底板5上,安装底板5的两侧设有主加热器1的支撑杆安装位6和导气罩安装位7,主加热器1的支撑杆固定在支撑杆安装位6上,且导气罩的上方无发热区覆盖;
3.从设计原理分析,由于导气罩的存在,该结构发热区的长度基本固定,因此,为保证具有满足电源柜额定电流的的电阻,其厚度需保证小于等于30mm,否则电阻值将减小至20毫欧以下,导致电流超限,加热器无法进行正常的工作。
4.从使用寿命分析,由于其30mm的最大厚度的制约,该加热器的平均使用寿命为120天~150天,甚至无法达到额定180天的使用寿命。
5.从热场整体装配分析,该形状的底加热器限制了坩埚的下限位置,从而使得加高坩埚的方案只能是向上不断地加高热场,不断地改变热场内的温度梯度,热场升级的方向较为单一。
6.当前行业内竞争激烈,这种竞争最直接的表现就是相同热场产量之间的对比,由于当前主流炉型基本均为晶盛160或是连城160炉,热场高度基本是相同的,投料量没有明显的差距,因此产量的提升只剩工艺优化或是操作标准化等几个方向,这种优化从难度和效果来说都不是很明显的。


技术实现要素:

7.本实用新型目的就是为了解决现有热场结构单一、底加热器覆盖面积不足、使用寿命短、升级后热场温度梯度变化大和优化难度大的问题,提供了一种增加单晶炉投料量的热场结构,在不加高热场的情况下,增加单炉投料量,降低石英坩埚的底部位置,增加底加热器的覆盖面积,使护底压板受热均匀,提高底加热器的使用寿命。
8.为了实现上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:
9.一种增加单晶炉投料量的热场结构,包括主加热器,主加热器的中部设有石英坩埚位,石英坩埚位的下方设有托座和底加热器,底加热器连接在安装底板上,安装底板上还设有主加热器的支撑杆安装位;
10.所述底加热器为轴对称结构,其两侧设有对称的左加热板和右加热板,左加热板的一侧依次连接一对大弯曲条一和一对小弯曲条一,右加热板的一侧依次连接一对大弯曲条二和一对小弯曲条二;
11.大弯曲条一与大弯曲条二以底加热器的中线为轴线左右对称设置,小弯曲条一和
小弯曲条二亦以底加热器的中线为轴线左右对称设置,且对应侧的小弯曲条一和小弯曲条二平滑相连;
12.所有的大弯曲条一、小弯曲条一、小弯曲条二和大弯曲条二的中部围成了空位一,空位一设于底加热器的正中部,石英坩埚位底部的托座正好设于空位一内,以便于向下降低石英坩埚的底部位置;
13.小弯曲条一的长度小于大弯曲条一的长度,同侧的大弯曲条一和大弯曲条二之间形成空位二,空位二位于小弯曲条一和小弯曲条二的外侧,支撑杆安装位正好设于空位二内。
14.进一步地,所述左加热板和右加热板均为轴对称的钝角三角形板或弧形板,且二者以底加热器的中线为轴线左右对称设置。
15.进一步地,每对大弯曲条一和每对小弯曲条一均以左加热板的中线为轴线对称设置。
16.进一步地,每对大弯曲条二和每对小弯曲条二均以右加热板的中线为轴线对称设置。
17.进一步地,所述大弯曲条一包括一组平滑相连的s型加热条,且s型加热条呈阶梯式逐层向外扩展,且其外侧靠近安装底板的外沿设置,大弯曲条二的设置与大弯曲条一的设置相同。
18.与现有技术相比,本实用新型的技术方案的优点具体如下:
19.(1)本实用新型的特殊结构极大的地增加了单晶炉投料量,简单高效地增加了车间整体的产能,这一点在时间与成本方面都极具优势;
20.(2)本实用新型所使用的对称式底加热器设计,其对称结构使护底压板受热均匀,鼓包和变形的情况不易发生,降低了底加距过近导致的打火现象,并且由于石英坩埚距离底加热器更近,坩埚底部硅液结晶的概率减小,由此导致的漏硅现象也可有效避免;
21.(3)本实用新型取消了导气罩,且石英坩埚底部下降,主加热位置没有改变,氧含量降低了约0.5ppm。
附图说明
22.图1为现有技术中的热场结构示意图;
23.图2为本实用新型的一种增加单晶炉投料量的热场结构示意图;
24.图3为本实用新型的底加热器的结构俯视图。
具体实施方式
25.实施例1
26.为使本实用新型更加清楚明白,下面结合附图对本实用新型的一种增加单晶炉投料量的热场结构进一步说明,此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
27.参见图2,一种增加单晶炉投料量的热场结构,包括主加热器1,主加热器1的中部设有石英坩埚位2,石英坩埚位2的下方设有托座3和底加热器8,底加热器8连接在安装底板5上,安装底板5上还设有主加热器1的支撑杆安装位6,其特征在于:
28.参见图2和图3,所述底加热器8为轴对称结构,其两侧设有左加热板81和右加热板82,左加热板81和右加热板82均为轴对称的钝角三角形板,且二者以底加热器8的中线为轴线左右对称设置;
29.左加热板81的一侧依次连接一对大弯曲条一83和一对小弯曲条一84,每对大弯曲条一83和每对小弯曲条一84均以左加热板81的中线为轴线对称设置;
30.右加热板82的一侧依次连接一对大弯曲条二85和一对小弯曲条二86,每对大弯曲条二85和每对小弯曲条二86均以右加热板82的中线为轴线对称设置;
31.大弯曲条一83与大弯曲条二85以底加热器8的中线为轴线左右对称设置,小弯曲条一84和小弯曲条二86亦以底加热器8的中线为轴线左右对称设置,且对应侧的小弯曲条一84和小弯曲条二86平滑相连;
32.所述大弯曲条一83包括三个平滑相连的s型加热条,且s型加热条呈阶梯式逐层向外扩展,且其外侧靠近安装底板5的外沿设置,大弯曲条二85的设置与大弯曲条一83的设置相同;
33.所有的大弯曲条一83、小弯曲条一84、小弯曲条二85和大弯曲条二86的中部围成了空位一8a,空位一8a设于底加热器8的正中部,石英坩埚位2底部的托座3正好设于空位一8a内,以便于向下降低石英坩埚的底部位置;
34.小弯曲条一84的长度小于大弯曲条一83的长度,同侧的大弯曲条一83和大弯曲条二85之间形成空位二8b,空位二8b位于小弯曲条一84和小弯曲条二86的外侧,支撑杆安装位6正好设于空位二8b内。
35.将本实用新型应用在实际生产中时,其技术要求如下:
36.(1)安装要求
37.a. 炉底软毡、护底压板、托杆护套、导气筒、底电极按照车间原工艺安装;
38.b. 导气罩取消安装;
39.c. 主电极、托杆防护盖、底加热器、主加热器、石英坩埚更换d版本;
40.d. 坩埚下限位重新锁定,坩埚0位重新校正。
41.(2)加料要求
42.a. 按照33吋热场来计算,总投料增加50kg,埚内初装380kg,二次加料340kg;
43.b. 加料对照表增加440kg的方案。
44.(3)工艺技术要求
45.a. 收尾重量按照留埚量0.4执行;
46.b. 根据是否有副室加高件判断完结段加料量。
47.该实用新型在不加高热场的情况下,通过修改热场结构,使其单炉投料量增加8%~10%,且只花费较小的改造成本,带来10~20kg/天的产量提升。
48.本实用新型使用的特殊结构极大的增加了单晶炉投料量,有效增加了车间整体的产能,且实用新型中提到的对称底加热器为行业内首创,其对称结构使护底压板受热均匀,鼓包和变形的情况不易发生,降低了底加距过近导致的打火现象,并且由于石英坩埚距离底加热器更近,坩埚底部硅液结晶的概率减小,由此导致的漏硅现象也可有效避免;同时,本实用新型中石英坩埚底部下降,主加位置没有改变,因此氧含量也有接近0.5ppm的降低。
49.除上述实施例外,本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变
换形成的技术方案,均落在本实用新型要求的保护范围。
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