[發(fā)明專利]物料輸送通路、物料供給裝置及晶體生長(zhǎng)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710625376.5
• 申請(qǐng)日: 2017-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109306510A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永輝;李定武;周銳;李僑;徐戰(zhàn)軍;付澤華;張偉建;劉喜保
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 隆基綠能科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C30B15/00
• 分類號(hào): C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 鐘歡

本發(fā)明公開(kāi)的物料輸送通路，用于供物料在氣密狀態(tài)下從爐體外部轉(zhuǎn)移至爐體內(nèi)部；物料輸送通路包括投料通路和喂料通路，投料通路設(shè)置在爐體的內(nèi)部并與坩堝相對(duì)，喂料通路可相對(duì)于投料通路延伸或撤回，喂料通路在延伸位置時(shí)穿過(guò)爐體并與投料通路相連通。本發(fā)明還公開(kāi)了一種物料供給裝置，除包含所述物料輸送通路外，還至少包括儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)，儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)用于容納物料，儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)中的物料可在氣密狀態(tài)下通過(guò)物料輸送通路供給至爐體內(nèi)部的坩堝中。本發(fā)明還公開(kāi)了一種具有上述物料供給裝置的晶體生長(zhǎng)系統(tǒng)。本發(fā)明滿足了大加料量的要求，加料過(guò)程與單晶硅棒冷卻過(guò)程可以并行，縮短了加料時(shí)間，提高了單晶硅棒的生產(chǎn)效率，同時(shí)提高了外部加料的穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于單晶生長(zhǎng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及單晶生長(zhǎng)的輔助設(shè)備，具體涉及一種物料輸送通路，以及具有該物料輸送通路的物料供給裝置及晶體生長(zhǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

多晶硅是生產(chǎn)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品和半導(dǎo)體產(chǎn)品的主要原材料。丘克拉爾斯基(Czochralski，簡(jiǎn)稱為Cz)法是單晶硅最常用的制備方法之一，高純度固態(tài)多晶硅原料在晶體生成爐(單晶爐)內(nèi)的坩堝中熔化形成熔體，下降籽晶使其與旋轉(zhuǎn)坩堝中的熔體接觸，然后，將籽晶緩慢拉出，熔體圍繞籽晶凝固形成單晶硅棒。

傳統(tǒng)的Cz單晶爐在完成一爐原料拉晶生產(chǎn)后，需要為新一爐的生產(chǎn)做很多繁雜的前期準(zhǔn)備工作，包括停爐冷卻、爐體清潔、備料、裝料、抽真空、檢漏、化料等工序。這些前期工序費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重制約著直拉式單晶硅的生產(chǎn)效率。另外，裝填的多晶硅料(多為塊狀料)熔化后體積縮小，使得坩堝的利用率降低。為了提高坩堝的利用率，增大總體投料量，則需要向坩堝中多次重復(fù)加料。這也是降低拉晶成本的有效措施之一。目前，直拉式單晶硅生長(zhǎng)的主流加料裝置是副室內(nèi)置式加料器。這種加料器由于單次加料量小(一般不超過(guò)30kg)，需要進(jìn)行多次重復(fù)加料，人工操作繁雜且效率低下；且每次加料后都要進(jìn)行抽真空處理，必須頻繁進(jìn)行副室隔離與凈化，時(shí)間浪費(fèi)嚴(yán)重，也增加了物料污染的風(fēng)險(xiǎn)。

為了滿足增大總體投料量的要求并彌補(bǔ)內(nèi)置式加料器的技術(shù)缺陷，已有專利公開(kāi)向單晶爐輸送多晶硅料的外部加料裝置。申請(qǐng)公布號(hào)為CN1153230A的專利申請(qǐng)給出一種爐子用的固體物料供料系統(tǒng)，該供料系統(tǒng)的送料管可以有選擇地改變送料管出口相對(duì)于坩堝頂部的徑向位置，避免濺料，提高熱能的利用率，但供料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，復(fù)雜的操縱機(jī)構(gòu)存在物料堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，并且送料管出口的定位難以精準(zhǔn)控制。授權(quán)公告號(hào)為CN102312285B的專利提供一種用于單晶爐的外部連續(xù)投料機(jī)構(gòu)，具有放料內(nèi)管和放料外管，多晶硅料由放料內(nèi)管輸送至放料外管，這就限制了放料內(nèi)管的內(nèi)徑，不適用于粒徑較大的塊狀料；另外投料機(jī)構(gòu)的整體高度較高，不利于投料操作，并且增加了操作安全隱患。申請(qǐng)公布號(hào)為CN106400105A的專利申請(qǐng)公開(kāi)了外接投料裝置的技術(shù)缺陷與專利CN102312285B類似，并且，多晶硅料的投料量和投料速度難以有效控制。

因此，為了增大總體投料量，降低拉晶成本，單晶爐爐外加料裝置作為提高總體投料量的主要輔助工具，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種物料輸送通路，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行投料的目的。

本發(fā)明的目的還在于提供一種具有上述物料輸送通路的單晶爐外接物料供給裝置，這種物料供給裝置可以與單晶爐精準(zhǔn)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)多晶硅料投料速度和投料量的有效控制，可以降低物料供給裝置的整體高度，易于加料操作，提高了加料操作的安全性和便利性，節(jié)省操作人員并縮短加料時(shí)間占比，降低制造成本。

本發(fā)明還提供了一種具有上述物料供給裝置的晶體生長(zhǎng)系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的一種技術(shù)方案是：物料輸送通路，用于供物料在氣密狀態(tài)下從爐體外部轉(zhuǎn)移至爐體內(nèi)部，所述爐體內(nèi)具有用于盛接所述物料的坩堝；所述物料輸送通路包括投料通路和喂料通路，所述投料通路設(shè)置在爐體的內(nèi)部并與所述坩堝相對(duì)，所述喂料通路可相對(duì)于所述投料通路延伸或撤回，所述喂料通路在延伸位置時(shí)穿過(guò)所述爐體并與所述投料通路相連通。