单晶炉和单晶炉的拉晶方法与流程

本发明涉及光伏，更具体地，涉及一种单晶炉和单晶炉的拉晶方法。

背景技术：

1、单晶炉是一种在惰性气体(氩气为主)环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。现有的直拉单晶炉(以下简称单晶炉)一般包含主炉体部分、坩埚提升机构、籽晶提升机构、副室旋转机构、立柱、真空系统、氩气系统、冷却系统和水冷装置。

2、目前，单晶炉采用多次复投料拉多棒单晶的方式，对单晶炉进行持续的抽真空，单晶炉内产生的挥发物通过管道排气进入除尘罐进行沉积和过滤，以此来保持单晶炉内的洁净状态。然而单晶炉拉制多棒单晶时，石英坩埚内硅液减少，拉制过程中需将炉外原生多晶硅通过石英材质料桶运输至坩埚内熔化，进行再次单晶硅棒的拉制，原生多晶硅运输至单晶炉内过程中，石英料桶底部开口位置距石英坩埚距离约0.8m，加之原生多晶硅本身重力原因，存在硅料下坠接触石英坩埚内熔硅时将石英坩埚内熔硅液溅出的风险，硅液随真空系统中干泵的抽力进入下轴管道，硅熔点为1416±4℃，高温硅液接触下轴波纹管会将波纹管装置烫穿，致使单晶炉抽真空干泵的负荷增加，单晶炉产生的挥发物不能全部抽出，单晶炉排气管道氧化物附着堆积严重，直接影响炉台的成晶情况，若抽真空干泵无法维持单晶炉内主室真空压力稳定，可能会致使单晶炉无法进行二次拉制，被迫停止生产，增加生产成本，因此，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种单晶炉和单晶炉的拉晶方法，解决了若抽真空干泵无法维持单晶炉内主室真空压力稳定，可能会致使单晶炉无法进行二次拉制的问题。

2、第一方面，本申请提供一种单晶炉，包括炉底，所述炉底上设置有波纹装置，所述波纹装置包括第一波纹管，所述第一波纹管内套装有第二波纹管，所述第一波纹管和所述第二波纹管的顶端设置有法兰，所述第二波纹管的底端设置有密封件；所述第一波纹管和所述第二波纹管均包括连接部和与所述连接部相连接的波纹部，所述连接部位于靠近所述炉底一侧，所述波纹部位于远离所述炉底一侧；所述第一波纹管中所述波纹部远离所述连接部一侧连接有固定件；当所述第二波纹管处于正常状态时，所述固定件与所述法兰相连接，当所述第二波纹管处于异常状态时，所述固定件与所述密封件相连接。

3、可选地，所述第一波纹管与所述第二波纹管同轴。

4、可选地，所述第一波纹管的内径大于所述第二波纹管的内径。

5、可选地，当所述第二波纹管处于正常状态时，所述固定件与所述法兰之间通过第一紧固件相连接。

6、可选地，所述法兰上开设有第一孔，所述固定件上开设有与所述第一孔相对应的第二孔，所述第一孔与所述第二孔之间通过所述第一紧固件相连接。

7、可选地，所述固定件远离法兰一侧沿圆周方向开设有第一密封槽，所述第一密封槽内安装有密封圈；和/或，所述密封件靠近所述法兰一侧沿圆周方向开设有第二密封槽，所述第二密封槽内安装有第二密封圈。

8、可选地，当所述第二波纹管处于异常状态时，所述固定件与所述密封件之间通过第二紧固件相连接。

9、可选地，沿第一方向所述第一波纹管中所述连接部的长度小于所述第二波纹管中所述连接部的长度，所述第一方向为由所述连接部指向所述波纹部的方向。

10、可选地，所述固定件和所述密封件的材质分别与所述波纹装置的材质相同。

11、第二方面，本申请提供一种单晶炉的拉晶方法，所述单晶炉为上述任一项所述单晶炉；

12、在单晶拉制时，当所述第二波纹管处于正常状态时，将固定件连接于所述法兰且将所述第二波纹管连接于密封件；当所述第二波纹管处于异常状态时，将所述固定件与所述法兰分离，并下拉所述第一波纹管，使所述固定件连接于所述密封件。

13、与现有技术相比，本发明提供的单晶炉和单晶炉的拉晶方法，至少实现了如下的有益效果：

14、本发明提供的单晶炉和单晶炉的拉晶方法，该单晶炉包括炉底，炉底上设置有波纹装置，波纹装置包括第一波纹管，第一波纹管内套装有第二波纹管，第一波纹管和第二波纹管的顶端设置有法兰，第二波纹管的底端设置有密封件；第一波纹管和第二波纹管均包括连接部和与连接部相连接的波纹部，连接部位于靠近炉底一侧，波纹部位于远离炉底一侧；第一波纹管中波纹部远离连接部一侧连接有固定件；当第二波纹管处于正常状态时，固定件与法兰相连接，当第二波纹管处于异常状态时，固定件与密封件相连接，采用上述方案，通过对波纹装置的结构进行优化，在第二波纹管(现有波纹管装置)的基础上，新增第一波纹管(备用波纹管装置)，能够明显改善下轴波纹管装置被烫穿的风险，不仅能够达到维持单晶炉内主室真空压力稳定效果，能够持续进行二次拉制操作，无需单晶炉停止运行，降低开炉成本，而且可以避免增加单晶炉抽真空干泵的负荷，使得单晶炉产生的挥发物可以全部抽出，从而防止单晶炉内排气管道氧化物堆积，进而提升晶棒的成晶效果。

15、当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

16、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种单晶炉，其特征在于，包括炉底，所述炉底上设置有波纹装置，所述波纹装置包括第一波纹管，所述第一波纹管内套装有第二波纹管，所述第一波纹管和所述第二波纹管的顶端设置有法兰，所述第二波纹管的底端设置有密封件；

2.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述第一波纹管与所述第二波纹管同轴。

3.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述第一波纹管的内径大于所述第二波纹管的内径。

4.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，当所述第二波纹管处于正常状态时，所述固定件与所述法兰之间通过第一紧固件相连接。

5.根据权利要求4所述的单晶炉，其特征在于，所述法兰上开设有第一孔，所述固定件上开设有与所述第一孔相对应的第二孔，所述第一孔与所述第二孔之间通过所述第一紧固件相连接。

6.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述固定件远离所述法兰一侧沿圆周方向开设有第一密封槽，所述第一密封槽内安装有第一密封圈；和/或，所述密封件靠近所述法兰一侧沿圆周方向开设有第二密封槽，所述第二密封槽内安装有第二密封圈。

7.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，当所述第二波纹管处于异常状态时，所述固定件与所述密封件之间通过第二紧固件相连接。

8.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，沿第一方向所述第一波纹管中所述连接部的长度小于所述第二波纹管中所述连接部的长度，所述第一方向为由所述连接部指向所述波纹部的方向。

9.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述固定件和所述密封件的材质分别与所述波纹装置的材质相同。

10.单晶炉的拉晶方法，其特征在于，所述单晶炉为上述权利要求1-9任一项所述单晶炉；

技术总结
本发明公开了一种单晶炉和单晶炉的拉晶方法，该单晶炉包括炉底，炉底上设置有波纹装置，波纹装置包括第一波纹管，第一波纹管内套装有第二波纹管，第一波纹管和第二波纹管的顶端设置有法兰，第二波纹管的底端设置有密封件；第一波纹管和第二波纹管均包括连接部和与连接部相连接的波纹部，连接部位于靠近炉底一侧，波纹部位于远离炉底一侧；第一波纹管中波纹部远离连接部一侧连接有固定件；当第二波纹管处于正常状态时，固定件与法兰相连接，当第二波纹管处于异常状态时，固定件与密封件相连接。本发明通过对波纹装置的结构进行优化，能够达到维持单晶炉内主室真空压力稳定效果，能够持续进行二次拉制操作，无需单晶炉停止运行，降低开炉成本。

技术研发人员：罗亮,吴俊丰,张创,王小伟
受保护的技术使用者：晶科能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16