[發明專利]一種單晶爐熱場

無效

• 申請號: 201010564009.7
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN101979720A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發明（設計）人: 黃東;邢國強;呂庭;陶龍忠
• 申請（專利權）人: 奧特斯維能源（太倉）有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及太陽能光伏行業中的單晶爐，具體說是一種成晶率高，節能的單晶爐熱場。

背景技術

單晶爐熱場由熱場部件和保溫材料構成，研究資料表明一套隨機設計的單晶爐熱場，加熱器功率的50%左右足以維持其長晶條件，其余的能量都消耗在環境中。改變熱場結構，調整保溫材料性能，可以使熱場的溫度梯度合理，減少熱量的損失，從而有效降低拉晶時的功率。

目前普遍使用的JRDL80單晶爐熱場（如圖1所示），等徑功率平均達到60KW左右，成品率在70%左右。一方面，過高的拉晶功率降低了石墨件的使用壽命，加大了耗電量，使得單晶硅棒的拉晶成本增加，從而降低了太陽能單晶硅片的利潤。另一方面，拉晶理論成品率可以達到80%以上，現有的熱場結構在拉晶過程中容易產生斷棱，使得整棒率和成晶率偏低，從實際和理論的差值可以看出，現有的熱場還有很大的改進空間。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種更節能、效率更高、成晶率好的單晶爐熱場。

技術方案：為了實現上述目的，本發明提供了一種單晶爐熱場，它包括：爐腔，所述爐腔內設有保溫大蓋、導流筒、加熱器、上保溫筒，中保溫筒和爐底壓片層；導流筒位于加熱器的上方；上保溫筒圍在導流筒的外周；中保溫筒位于加熱器的外周；爐底壓片層位于加熱器的下方；其特征在于：所述爐底壓片層由硬氈層和軟氈層混合疊加而成。采用硬氈層和軟氈層混合疊加的方式，使爐腔底部的爐底壓片層厚度更厚，保溫效果更好，提高了爐內熱能的利用率。

為了更好的起到密封保溫的作用，所述單晶爐熱場內還設有封氣環，該封氣環位于上保溫大蓋上面。所述封氣環的內徑為650-700mm，外徑為785-790mm，厚度為10mm-12mm。

所述保溫大蓋包括：上保溫大蓋和下保溫大蓋；上保溫大蓋位于上保溫筒的上方，下保溫大蓋連接上保溫筒和導流筒。上保溫大蓋和下保溫大蓋的分開設計減少了保溫大蓋與爐腔的直接接觸，并可采用增加上保溫大蓋和下保溫大蓋之間的保溫氈厚度，從而降低熱量的損失加強了上部保溫。

本發明中所述下保溫大蓋的外徑為550mm-600mm，上保溫大蓋的內徑為505mm-520mm、外徑為680mm-790mm。

本發明中所述導流筒高度為315mm-330mm，導流筒口徑為205mm-235mm。本發明在現有技術的基礎上增加了導流筒的高度，縮短了導流筒的口徑，減少了導流筒上部的散出的熱量，使得爐內固液界面晶體生長溫度梯度更合理，有效的降低了拉晶時的功率，提高了整棒率和成晶率。

本發明中所述導流筒高度為315mm-330mm，導流筒口徑為205mm-235mm，?

本發明中所述上保溫筒的內徑510mm-560mm，縮短了保溫筒的內徑，降低了晶體爐內的空間，提高了保溫效果。

本發明中所述爐腔內的中保溫筒，中保溫筒的高度為545mm-565mm，保溫筒的厚度為60mm-80mm；本發明與現有技術相比，提高了中保溫筒的高度，加強了保溫筒的保溫效果。

本發明中所述爐底壓片層的高度為150mm-220mm，提高了爐底壓片層的高度，加強了爐底保溫。

有益效果：本發明所述的一種單晶爐熱場，與現有技術相比具有如下優點：

1、由于本發明減少了保溫大蓋石墨件間的直接接觸和石墨件的尺寸，增添了保溫氈，從而降低熱量的損失加強了保溫。

2、由于本發明增加了導流筒中內外導流筒的空間、縮短了導流筒的口徑、增加了導流筒的高度，減少上部的散熱，使得本發明所述單晶爐熱場內固液界面晶體生長的溫度梯度更加合理；

3、由于本發明縮短了保溫筒的內徑，減少熱場上部的空間，從而達到降低功率的作用；

4、由于本發明改變了爐腔底部的熱場結構，增加爐底保溫性能，減少熱量損失，提高了熱量的利用率，達到了節能的目的；

5、由于本發明改變了保溫材料和石墨件的材質，部分由軟氈變為硬氈和碳碳復合材料，使保溫效果更好，提高了單晶爐的使用壽命。

附圖說明

圖1為現有技術中單晶爐熱場的結構示意圖。

圖2為本發明所述單晶爐熱場的結構示意圖。

圖3為原熱場與本發明所述單晶爐熱場的實驗數據前后對比表。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定。

實施例