[發(fā)明專利]單晶爐及其加熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210466866.2
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102925965A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白劍銘;孫二凱
• 申請（專利權(quán)）人: 英利能源（中國）有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種單晶爐及其加熱器。

背景技術(shù)

作為清潔環(huán)保的新能源，太陽能電池的應(yīng)用越來越普及。在太陽能電池的制作過程中，單晶爐是一種常用的設(shè)備，它是一種在惰性氣體環(huán)境中，采用石墨電阻加熱器將硅材料熔化，并采用直拉法生長無位錯單晶的設(shè)備。

單晶爐在運行時由于爐內(nèi)溫度較高，導(dǎo)致石墨坩堝與硅蒸氣發(fā)生反應(yīng)，長時間使用后石墨坩堝的強度會降低，出現(xiàn)石墨坩堝斷裂事故。當(dāng)石墨坩堝斷裂后出現(xiàn)的縫隙容易引起支撐在石墨坩堝上端的石英坩堝破裂，導(dǎo)致盛放在石英坩堝內(nèi)的高溫硅液從石英坩堝中流出，沿著石墨坩堝斷裂處流下。單晶爐內(nèi)繞著石英坩堝的周向設(shè)置有供單晶爐加熱的發(fā)熱部件加熱器。加熱器是單晶爐熱場的重要組成部件之一，如圖1所示時，加熱器包括加熱器本體11’、支撐部12’以及導(dǎo)流面13’，其中支撐部12’是加熱器與石墨電極的連接部件，通過設(shè)置在加熱器支撐部12’上的螺栓將加熱器固定在石墨電極上。當(dāng)高溫硅液沿著石墨坩堝斷裂處流下時，由于位于加熱器底部的支撐部12’正位于石墨坩堝正下方，會有硅液流到支撐部12’上，高溫硅液會沿著支撐部12’的末端導(dǎo)流面13’直接流到石墨電極上，最終流到石墨電極底部，燙壞單晶爐爐底板，嚴重時可能會損壞爐底板，導(dǎo)致其內(nèi)部的冷卻水溢出。由于單晶爐正處于高溫狀態(tài)，溢出的冷卻水在高溫下汽化，導(dǎo)致爐內(nèi)壓力劇增，容易發(fā)生爆炸事故。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種單晶爐及其加熱器，能夠解決石墨坩堝斷裂時高溫硅液流到單晶爐底板上導(dǎo)致單晶爐易爆的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種單晶爐加熱器，包括：加熱器本體，加熱器本體呈筒狀結(jié)構(gòu)；以及支撐部，設(shè)置在加熱器本體的沿軸線方向的一端并形成沿徑向向內(nèi)延伸的徑向延伸部，徑向延伸部的內(nèi)側(cè)端部具有與底面相交以沿徑向向內(nèi)導(dǎo)流的傾斜導(dǎo)流面。

進一步地，傾斜導(dǎo)流面為平面，并與底面形成銳角。

進一步地，銳角α設(shè)置為30≤α≤60。

進一步地，傾斜導(dǎo)流面為弧形面。

進一步地，弧形面為內(nèi)凹的弧形面。

進一步地，傾斜導(dǎo)流面與底面相交的一端具有突出于底面的凸起部。

進一步地，支撐部為多個，多個支撐部沿加熱器本體的周向均勻設(shè)置。

根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種單晶爐，包括石英坩堝以及繞著石英坩堝的外周側(cè)設(shè)置的加熱器，加熱器為上述任一種的加熱器。

進一步地，還包括石墨坩堝，石墨坩堝設(shè)置在石英坩堝和加熱器之間并包覆著石英坩堝。

進一步地，還包括石墨電極，其中石墨電極設(shè)置在加熱器的支撐部下端，支撐部通過螺栓固定在石墨電極上，其中支撐部的傾斜導(dǎo)流面向外延伸至石墨電極的徑向外側(cè)。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案對加熱器進行改進，通過在加熱器本體的沿軸線方向的一端設(shè)置支撐部并沿徑向向內(nèi)延伸形成徑向延伸部，在徑向延伸部的內(nèi)側(cè)端部具有與底面相交以沿徑向向內(nèi)導(dǎo)流的傾斜導(dǎo)流面，當(dāng)硅液發(fā)生泄漏流到加熱器上時，由于位于加熱器上傾斜導(dǎo)流面的存在，該傾斜導(dǎo)流面起到了液體導(dǎo)流的作用，防止了硅液沿著下端面回流的現(xiàn)象，這樣硅液沿著傾斜導(dǎo)流面直接流到位于爐底上方的護盤壓片上，避免了硅液流到單晶爐爐底發(fā)生爆炸事故的發(fā)生。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一種典型實施例的加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的俯視圖；以及

圖4示出了本發(fā)明典型實施例的含有加熱器的單晶爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的一種典型實施例，單晶爐加熱器10包括加熱器本體11以及支撐部12，其中加熱器本體11呈筒狀結(jié)構(gòu)，支撐部12設(shè)置在加熱器本體11的沿軸線方向的一端并形成沿徑向向內(nèi)延伸的徑向延伸部，徑向延伸部的內(nèi)側(cè)端部具有與底面相交以沿徑向向內(nèi)導(dǎo)流的傾斜導(dǎo)流面13。