一种双坩埚的制作方法

本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种双坩埚。

背景技术：

单晶硅是晶硅电池的主要原材料，单晶硅的一种常见生产工艺为直拉法。生产过程大致为：装料、化料、引晶、放肩、等径、收尾等。其中化料用时占整个产出过程的30％左右，占时较长，连续拉晶通常是在等径过程的同时加料并化料，可以从一定程度上减少工艺准备时间。

目前，连续拉晶过程中，通常使用两个坩埚分别为内坩埚和外坩埚，外坩埚外部设置有支撑体，由于内、外坩埚之间填充硅液，内坩埚的外部通常无支撑体。如图1所示，图1示出了现有技术中内坩埚的结构示意图，目前，内坩埚通常为中空圆筒状结构。

发明人在研究上述现有技术的过程中发现，上述现有技术方案存在如下缺点：由于内坩埚的外部没有支撑，受拉晶过程中高温软化及转动作用的影响，导致内坩埚容易向外发生变形，从而影响正常拉晶。

技术实现要素：

本发明提供一种内坩埚，旨在解决内坩埚容易向外变形的问题。

本发明实施例提供了一种双坩埚，包括：外坩埚和内坩埚，所述外坩埚和所述内坩埚同心套装设置，所述外坩埚位于所述内坩埚的外侧，所述内坩埚包括：内坩埚本体；

所述内坩埚本体具有沿轴向贯穿其两端的通孔；

所述内坩埚本体的外径，自所述内坩埚本体轴向的中部，向两端增加。

可选的，所述内坩埚本体包括依次设置的第一坩埚本体和第二坩埚本体，所述内坩埚本体为一体成型，或者由所述第一坩埚体与所述第二坩埚体连接而成；

所述第一坩埚体的外径，自所述内坩埚本体轴向的中部向一端增加，所述第二坩埚体的外径，自所述内坩埚本体轴向的中部向另一端增加；

所述第一坩埚体具有沿轴向贯穿其两端的第一通孔，所述第二坩埚体具有沿轴向贯穿其两端的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔相连通、形成所述内坩埚本体的通孔。

可选的，所述第一坩埚体和所述第二坩埚体均为圆台形状。

可选的，所述第一坩埚体的侧面为内凹或外凸的曲面。

所述第二坩埚体的侧面为内凹或外凸的曲面。

可选的，所述第一坩埚体和所述第二坩埚体形状和大小均相同。

可选的，所述内坩埚本体具有至少一个连接通孔，所述至少一个连接通孔在所述内坩埚本体的轴向上靠近所述第一坩埚体与所述第二坩埚体的结合处、且环绕所述内坩埚本体的中心轴线均匀分布。

可选的，所述连接通孔的孔径小于等于孔径阈值范围。

可选的，所述外坩埚具有相连接的侧壁和底壁，所述侧壁与所述内坩埚同轴设置，所述内坩埚位于所述侧壁与底壁围合成的空间内、且承载于所述底壁上，所述至少一个连接通孔开设于靠近所述底壁的第一坩埚体。

可选的，沿所述内坩埚本体的轴向，所述内坩埚本体的壁厚相同。

可选的，沿所述内坩埚本体的轴向，所述内坩埚本体的通孔直径相同。

在本发明实施例中，双坩埚包括：外坩埚和内坩埚，所述外坩埚和所述内坩埚同心套装设置，所述外坩埚位于所述内坩埚的外侧。所述内坩埚包括：内坩埚本体；所述内坩埚本体具有沿轴向贯穿其两端的通孔；所述内坩埚本体的外径，自所述内坩埚本体轴向的中部，向两端增加。本发明实施例中，外坩埚和内坩埚同心套装设置，可以减小拉晶过程中转动离心力对内坩埚和外坩埚的影响，利于拉晶。内坩埚本体的外径，自内坩埚本体轴向的中部，向两端增加，由于内坩埚外壁上各点在分子间作用的作用下，会产生向内坩埚内部的分力，进而可以完全抵消或者部分抵消该内坩埚在该点处受到的离心力，进而可以抑制在拉晶过程中受高温软化及内坩埚离心力的影响、导致内坩埚向外发生的变形，保证了连续拉晶的正常进行。同时，内坩埚本体的外径自所述内坩埚本体轴向的中部向两端增加，亦即上述内坩埚的两端处的外径大，从一定程度上可以增加该内坩埚的稳定性，不容易在熔硅中倾倒或倾覆，保证了连续拉晶的正常进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术中内坩埚的结构示意图；

图2示出了本发明实施例一中的一种双坩埚的结构示意图；

图3示出了本发明实施例一中的一种内坩埚的结构示意图；

图4示出了本发明实施例一中的一种内坩埚的受力示意图；

图5示出了本发明实施例一中的又一种内坩埚的受力示意图；

图6示出了本发明实施例一中的一种内坩埚的截面示意图；

图7示出了本发明实施例二中的第一种内坩埚的结构示意图；

图8示出了本发明实施例二中的第二种内坩埚的结构示意图；

图9示出了本发明实施例二中的第三种内坩埚的结构示意图；

图10示出了本发明实施例二中的第四种内坩埚的结构示意图；

图11示出了本发明实施例二中的一种双坩埚的结构示意图；

图12示出了本发明实施例二中的一种内坩埚的截面示意图。

附图编号说明：

100-内坩埚，200-外坩埚，101-内坩埚通孔，102-内坩埚本体沿中心轴向高度的一半处，103-内坩埚本体的两端，11-内坩埚外壁上的点，104-第一坩埚体，105-第二坩埚体，1041-第一坩埚体的一端，1051-第二坩埚体的一端，1011-第一坩埚体的第一通孔，1012-第二坩埚体的第二通孔，1042-第一坩埚体的侧面，1052-第二坩埚体的侧面，106-内坩埚本体的连接通孔，107-第一坩埚体与第二坩埚体的结合处，201-外坩埚的侧壁，202-外坩埚的底壁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参照图2，图2示出了本发明实施例一中的一种双坩埚的结构示意图，该双坩埚可以包括内坩埚100和外坩埚200，外坩埚200和内坩埚100同心套装设置，该外坩埚200位于该内坩埚100的外侧，参照图3所示，图3示出了本发明实施例一中的一种内坩埚的结构示意图，该内坩埚100可以包括内坩埚本体。该内坩埚本体具有沿轴向贯穿其两端的通孔101；该内坩埚本体的外径，自内坩埚本体轴向的中部102，向两端增加。

具体的，参照图2所示，该双坩埚可以包括内坩埚100和外坩埚200，外坩埚200和内坩埚100同心套装设置，可以减小拉晶过程中，转动离心力对内坩埚100和外坩埚200的影响，利于拉晶。该外坩埚200位于该内坩埚100的外侧。参照图3所示，图3示出了本发明实施例一中的一种内坩埚的结构示意图，该内坩埚本体具有沿轴向贯穿其两端的通孔101，102约为该内坩埚本体沿中心轴向高度的一半处。图4示出了本发明实施例一中的一种内坩埚的受力示意图，图4中103所指的即为该内坩埚本体的两端，该内坩埚本体的外径，由该内坩埚本体轴向的中部102，向该内坩埚本体的两端103增加，即，图3中，r1＞r4，r4＞r3，r2＞r4。

参照图4所示，该内坩埚100的外壁上的点11，受到三个方向的力，f1为该内坩埚100的外壁点11处受到的分子间作用力，f2为该内坩埚100的外壁点11处受到的重力，f3为该内坩埚100的外壁点11处受到的离心力。

参照图5所示，图5示出了本发明实施例一中的又一种内坩埚的受力示意图，对该内坩埚100的外壁上点11处受到的分子间作用力f1进行分解后，可以得到朝向该内坩埚100内部的分力f11，可以完全抵消或者部分抵消该内坩埚100的外壁上点11处受到的离心力f3，进而可以抑制在受拉晶过程中，高温软化及内坩埚100离心力f3的影响，可以避免内坩埚100向外发生的变形，保证了连续拉晶的正常进行。

参照图5所示，对该内坩埚100的外壁上点11处受到的分子间作用力f1进行分解后，还可以得到竖直向下的分力f12，该分力f12和上述重力f2，一起可以避免内坩埚100在连续拉晶过程中翻转或倾倒，保证了连续拉晶的正常进行。

在本发明实施例中，可选的，参照图2所示，为了避免该内坩埚100在连续拉晶过程中翻转或倾倒，还可以使得上述内坩埚100接触外坩埚200底壁一端的外径大于等于上述内坩埚100远离外坩埚200底壁一端的外径。在本发明实施例中，对此不作具体限定。

参照图6所示，图6示出了本发明实施例一中的一种内坩埚的截面示意图，103即可以为该内坩埚本体的两端。

在本发明实施例中，该内坩埚本体的外径，由上述内坩埚本体轴向的中部，向该内坩埚本体的两端增加。进而可以保证上述内坩埚100的两端103处的外径大，从一定程度上可以增加该内坩埚100的稳定性，不容易在熔硅中倾倒或倾覆，保证了连续拉晶的正常进行。

在本发明实施例中，双坩埚，包括：外坩埚和内坩埚，所述外坩埚和所述内坩埚同心套装设置，所述外坩埚位于所述内坩埚的外侧，所述内坩埚包括：内坩埚本体；所述内坩埚本体具有沿轴向贯穿其两端的通孔；所述内坩埚本体的外径，自所述内坩埚本体轴向的中部，向两端增加。本发明实施例中，外坩埚和内坩埚同心套装设置，可以减小拉晶过程中转动离心力对内坩埚和外坩埚的影响，利于拉晶。内坩埚本体的外径，自内坩埚本体轴向的中部，向两端增加，由于内坩埚外壁上各点在分子间作用的作用下，会产生向内坩埚内部的分力，可以完全抵消或者部分抵消该内坩埚在该点处受到的离心力，进而可以抑制在拉晶过程中受高温软化及内坩埚离心力的影响、导致内坩埚向外发生的变形，保证了连续拉晶的正常进行。同时，内坩埚本体的外径自所述内坩埚本体轴向的中部，向两端增加，亦即上述内坩埚的两端处的外径大，从一定程度上可以增加该内坩埚的稳定性，不容易在熔硅中倾倒或倾覆，保证了连续拉晶的正常进行。

实施例二

参照图7，图7示出了本发明实施例二中的第一种内坩埚的结构示意图，该内坩埚100包括内坩埚本体。该内坩埚本体可以包括依次设置的第一坩埚体104和第二坩埚体105。该内坩埚本体为一体成型，或者由该第一坩埚体104和第二坩埚体105连接而成。

该第一坩埚体104的外径，自内坩埚本体轴向的中部102向一端1041增加。第二坩埚体105的外径，自内坩埚本体轴向的中部102向另一端1051增加。

该第一坩埚体104具有沿轴向贯穿其两端的第一通孔1011，第二坩埚体105具有沿轴向贯穿其两端的第二通孔1012，第二通孔1012与第一通孔1011相连通、形成内坩埚本体的通孔101。

具体的，参照图7，该内坩埚本体可以包括依次设置的第一坩埚体104和第二坩埚体105。该内坩埚本体为一体成型，或者由该第一坩埚体104和第二坩埚体105连接而成。例如，该内坩埚本体可以由该第一坩埚体104和第二坩埚体105焊接而成等。在本发明实施例中，对此不作具体限定。

该第一坩埚体104为的外径，自内坩埚本体轴向的中部102向一端1041增加，第二坩埚体105的外径，自内坩埚本体轴向的中部102向另一端1051增加。具体地，r5＞r6，第一坩埚体104的外径，从内坩埚本体轴向的中部102对应的外径r6至第一坩埚体104的一端的外径r5增加；r8＞r7，第二坩埚体105的外径，从内坩埚本体轴向的中部102对应的外径r7至第二坩埚体105的一端的外径r8增加。

在本发明实施例中，参照图7所示，第一坩埚体104具有沿轴向贯穿其两端的第一通孔1011，第二坩埚体105具有沿轴向贯穿其两端的第二通孔1012，第二通孔1012与第一通孔1011相连通、形成内坩埚本体的通孔101。

在本发明实施例中，内坩埚本体包括依次设置的第一坩埚体104和第二坩埚体105，由该第一坩埚体104和第二坩埚体105连接而成，得到上述内坩埚100，进而便于加工制造，提高了加工成品率。

在本发明实施例中，第一坩埚体104和第二坩埚体105的大小和形状可以相同或不同，在本发明实施例中对此不作具体限定。

在本发明实施例中，参照图7，第一坩埚体104和第二坩埚体105可以均为圆台形状。具体的，参照图7所示，第一坩埚体104的外径，从r6至r5可以线性增加，进而该第一坩埚体104可以为圆台形状。第二坩埚体105的外径，可以从r7至r8线性增加，进而该第二坩埚体105也可以为圆台形状。

在本发明实施例中，第一坩埚体104和第二坩埚体105可以均为圆台形状，进而可以便于加工，可以提升加工效率，还可以提升成品率。

在本发明实施例中，第一坩埚体104和第二坩埚体105的形状及大小，可以相同或不同，在本发明实施例中对此不作具体限定。

参照图8，图8示出了本发明实施例二中的第二种内坩埚的结构示意图，该第一坩埚体104的侧面1042可以为内凹的曲面，该第二坩埚体105的侧面1052可以为内凹的曲面。

参照图9，图9示出了本发明实施例二中的第三种内坩埚的结构示意图，该第一坩埚体104的侧面1042可以为外凸的曲面，该第二坩埚体105的侧面1052可以为外凸的曲面。

在本发明实施例中，第一坩埚体的侧面为内凹或外凸的曲面，第二坩埚体的侧面为内凹或外凸的曲面，进而使得第一坩埚体或第二坩埚体的侧面更为圆滑，有利于减少侧面有高温软化及内坩埚离心力的影响，有助于减少内坩埚向外发生的变形。

参照图7所示，在本发明实施例中，上述第一坩埚104体和上述第二坩埚体105的形状和大小可以均相同。即，图7中，第一坩埚体104可以和第二坩埚体105，形状和大小可以均相同，例如，r5＝r8，r6＝r7，第一坩埚体104的高度h1和第二坩埚体105的高度h2相同，从r6向r5的增大率，与从r7向r8的增大率相同。

本发明实施例中，上述第一坩埚体和上述第二坩埚体形状和大小均相同。进而可以保证上述内坩埚的稳定性，不容易在熔硅中倾倒或倾覆，保证了连续拉晶的正常进行。同时，上述第一坩埚体和上述第二坩埚体形状和大小均相同，只需一种模具即可以加工得到上述第一坩埚体和上述第二坩埚体，加工方便，且生产成本低。

参照图10，图10示出了本发明实施例二中的第四种内坩埚的结构示意图，该内坩埚本体具有至少一个连接通孔106，至少一个连接通孔106在内坩埚本体的轴向上靠近第一坩埚体104与第二坩埚体105的结合处107、且环绕内坩埚本体的中心轴线均匀分布。

具体的，参照图10所示，该内坩埚本体具有至少一个连接通孔106，例如，可以为2个连接通孔、8个连接通孔等，该连接通孔的数量可以根据实际需要进行设定。在本发明实施例中，对此不作具体限定。

在本发明实施例中，参照图10所示，上述至少一个连接通孔106在内坩埚本体的轴向上靠近第一坩埚体104与第二坩埚体105的结合处107、且环绕内坩埚本体的中心轴线均匀分布，进而熔硅可以通过上述连接通孔106均匀、平缓进入内坩埚本体中。进而使得，由各个连接通孔106进入或流出该内坩埚的熔硅产生的涡流较小，且较为均匀，不会对拉晶产生干扰。

在本发明实施例中，参照图10所示，上述连接通孔106的孔径小于等于孔径阈值范围。具体的，该孔径阈值范围可以根据实际需要进行设定，该孔径可以为该连接孔的直径等，例如，参照图10，上述连接通孔106的直径可以小于等于2mm。

在本发明实施例中，上述连接通孔106的孔径小于等于孔径阈值范围，由该连接通孔106进入或流出该内坩埚100的熔硅产生的涡流较小，不会对拉晶产生干扰，且能够满足连续拉晶过程中，向该内坩埚100流入熔硅的需求。

在本发明实施例中，参照图11所示，图11示出了本发明实施例二中的一种双坩埚的结构示意图，外坩埚200具有相连接的侧壁201和底壁202，侧壁201与内坩埚100同轴设置，内坩埚100位于侧壁201与底壁202围合成的空间内、且承载于底壁202上，上述至少一个连接通孔106开设于靠近底壁202的第一坩埚体。

具体的，参照图11所示，内坩埚100位于侧壁201与底壁202围合成的空间内、且承载于底壁202上，拉晶区域位于内坩埚100远离底壁202的区域，由该连接通孔106进入或流出该内坩埚100的熔硅产生的涡流，该上述至少一个连接通孔106开设于靠近底壁202的第一坩埚体，即，上述至少一个连接通孔106设置在距离结晶区域较远的第一坩埚体上，由于距离结晶区域较远，不会给拉晶带来较大不良影响，有利于拉晶；同时，熔硅中的杂质通常密度较大，靠近于外坩埚的底壁202，上述连接通孔106设置在靠近该底壁202的第一坩埚体上，且该连接通孔106设置在距离该底壁202预设距离的区域内，该预设距离根据实际需要进行设定，例如，上述连接通孔106可以设置在靠近该底壁202的第一坩埚体上。且连接通孔106距离该底壁202的距离h3可以为该第一坩埚体高度的4/5。即，上述连接通孔106也没有设置在距离该底壁202较近的区域内，进而熔硅中的杂质不会通过上述连接通孔106进入内坩埚100内，进而有利于减少拉晶过程中杂质的干扰，有利于拉晶。

在本发明实施例中，参照图6，沿内坩埚本体的轴向，上述内坩埚本体的壁厚相同。即，图6中沿内坩埚本体的轴向，内坩埚本体的壁厚d1均相同。

在本发明实施例中，沿上述沿内坩埚本体的轴向，上述内坩埚本体的壁厚相同，进而可以方便加工，且内壁各处受力较为均匀，便于拉晶。

在本发明实施例中，为了进一步增加内坩埚100的稳定性，沿内坩埚本体的轴向，远离上述外坩埚200底壁202的内坩埚本体的壁厚，可以小于靠近上述外坩埚200底壁202的内坩埚本体的壁厚，进而使得内坩埚100的重心较低，使得内坩埚100，不容易在熔硅中倾倒或倾覆，保证了连续拉晶的正常进行。在本发明实施例中，对此不作具体限定。

参照图12，图12示出了本发明实施例二中的一种内坩埚的截面示意图，沿内坩埚本体的轴向，上述内坩埚本体的通孔直径r9相同。进而内壁可以方便加工，且内壁各处受力较为均匀，便于拉晶。

在本发明实施例中，双坩埚，包括：外坩埚和内坩埚，所述外坩埚和所述内坩埚同心套装设置，所述外坩埚位于所述内坩埚的外侧，所述内坩埚包括：内坩埚本体；所述内坩埚本体具有沿轴向贯穿其两端的通孔；所述内坩埚本体的外径，自所述内坩埚本体轴向的中部，向两端增加。本发明实施例中，外坩埚和内坩埚同心套装设置，可以减小拉晶过程中转动离心力对内坩埚和外坩埚的影响，利于拉晶。内坩埚本体的外径，自内坩埚本体轴向的中部，向两端增加，由于内坩埚外壁上各点在分子间作用的作用下，会产生向内坩埚内部的分力，进而可以完全抵消或者部分抵消该内坩埚在该点处受到的离心力，进而可以抑制在拉晶过程中受高温软化及内坩埚离心力的影响、导致内坩埚向外发生的变形，保证了连续拉晶的正常进行。同时，内坩埚本体的外径自所述内坩埚本体轴向的中部向两端增加，亦即上述内坩埚的两端处的外径大，从一定程度上可以增加该内坩埚的稳定性，不容易在熔硅中倾倒或倾覆，保证了连续拉晶的正常进行。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。