[發明專利]一種單晶爐熱場結構

無效

• 申請號: 201010601189.1
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102011180A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 劉文濤;王先進;孟召標;李娟;李利培;陳雙;喬曉東
• 申請（專利權）人: 浙江昱輝陽光能源有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域：

本發明涉及半導體及太陽能生產技術領域，尤其涉及一種用于采用直拉法形成單晶硅的單晶爐熱場結構。

背景技術：

隨著太陽能光伏行業的飛速發展，對光伏組件的質量及成本提出了更高要求，光伏組件50％以上的成本消耗于鑄錠和晶片的生產中。直拉單晶制造法(Czochralski，CZ法)是用于半導體和太陽電池單晶硅的主要生長方法，該方法通常采用兩種方式來降低成本：一，降低加熱器的功耗；二，提高拉晶速度，這兩種方式中，提高拉晶速度的方法更有效，較高的拉晶速度，不僅能夠縮短晶體生長時間，提高生產效率，還能夠節省功耗。但是，簡單地提高拉晶速度，會帶來晶體質量的下降；拉晶速度過快甚至可能產生多晶缺陷。因此，在提高拉晶速度的同時，必須對晶體生長系統的熱場進行優化，以保證生長出質量合格的晶體。

單晶爐是一種在惰性氣體環境中，用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生長無錯位單晶的設備。對于光伏產業廣泛使用的單晶爐，目前通常采用改變熱屏的形狀及尺寸的技術來降低能耗，從而降低生產成本。然而，該技術卻存在以下缺陷：對單晶爐的熱屏進行改造和實驗的工藝難度大，且成本昂貴，因此該技術不利于大規模的推廣應用。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種單晶爐熱場結構，以在保證晶體質量和生產效率的前提下，采用便于實施且成本較低的方案降低單晶拉制中的能耗，從而通過降低單晶爐功率，實現降低單晶拉制成本。

本發明實施例提供了如下技術方案：

一種單晶爐熱場結構，

所述單晶爐側壁上部的保溫層厚度為60毫米至200毫米；

所述單晶爐的爐底保溫層厚度為100毫米至400毫米。

優選的，

所述爐底保溫層中包括石墨材料。

優選的，

所述爐底保溫層中包括軟氈。

優選的，

所述爐底保溫層中包括硬氈。

優選的，

所述爐底保溫層中包括石墨材料、軟氈和硬氈。

與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點：

本發明實施例所提供的技術方案中，所公開的單晶爐熱場結構通過增加側壁和爐底保溫層的厚度，相對比于現有技術中的單晶爐熱場結構，可以減少單晶拉制過程中的熱量散失，從而能夠降低能耗，該方案無需改動成本昂貴的熱屏，可以在保證晶體質量和生產效率的前提下，可以降低單晶爐功率5％至20％，因此能夠有效的降低單晶拉制成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中的一種單晶爐的結構示意圖；

圖2為本發明實施例一單晶爐的一種結果示意圖。

具體實施方式

正如背景技術部分所述，現有技術中采用改變熱屏的形狀及尺寸的技術來降低單晶拉制中的能耗，從而降低生產成本。然而，現有技術卻存在以下缺陷對單晶爐的熱屏進行改造和實驗的工藝難度大，且成本昂貴，因此該技術不利于大規模的推廣應用。

如圖1所示，為現有技術中的一種單晶爐熱場結構的結構示意圖，該單晶爐保溫筒側壁的保溫層厚度是由上到下逐漸增加，厚度為50mm至100mm不等；底部保溫層厚度為50mm至100mm不等。經發明人研究發現，通過加厚單晶爐保溫層的厚度，可以減少單晶拉制過程中的熱量散失，從而能夠降低能耗，通過降低單晶爐功率，實現降低單晶拉制成本。

基于上述研究的基礎上，本發明實施例提供了一種單晶爐熱場結構。

所述單晶爐側壁上部的保溫層厚度為60毫米至200毫米；

所述單晶爐的爐底保溫層厚度為100毫米至400毫米。

本實施例提供的單晶爐熱場結構通過增加側壁和爐底保溫層的厚度，相對比于現有技術中的單晶爐熱場結構，可以減少單晶拉制過程中的熱量散失，從而能夠降低能耗，該方案無需改動成本昂貴的熱屏，可以在保證晶體質量和生產效率的前提下，可以降低單晶爐功率5％至20％，因此能夠有效的降低單晶拉制成本。

此外，本發明實施例所提供的技術方案，可以通過計算機數值模擬方案，快速且經濟地再現各種晶體生長過程，根據對拉制速度和晶體質量的要求，對保溫層厚度進行優化。