[發明專利]一種帶有載氣加熱裝置及導流裝置的多晶鑄錠爐

在審

• 申請號: 201710893534.5
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN107699945A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 陳鴿;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 陳鴿
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請為申請號為201610082945.1、申請日為2016-02-03、名稱為一種帶有載氣加熱裝置的多晶鑄錠爐的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種多晶鑄錠爐，尤其涉及一種帶有載氣加熱裝置的多晶鑄錠爐，屬于晶體生長設備領域。

背景技術

多晶鑄錠爐包括爐體、隔熱籠、加熱器、換熱平臺、引流裝置。加熱器包括頂加熱器和側加熱器，設置在隔熱籠內；換熱平臺通過石墨立柱裝配于下爐體并位于隔熱籠內。裝滿硅料的坩堝放置在換熱平臺上，位于側加熱器內；引流裝置貫穿并裝配在隔熱籠的頂隔熱板上，其下端出口對著坩堝的中心部，用于輸運載氣。鑄錠爐采用四側面、頂面五面加熱，則坩堝內液態硅的四邊側的溫度高于中部的溫度，將形成四邊側的液態硅上浮、中部的液態硅下沉的自然對流流場。四邊側溫度較高的液態硅中熔解的某些雜質(如碳、氮)的熔解度若達到或接近飽和，當其流到中部時，由于溫度降低，雜質熔解度達到過飽和，將導致雜質如碳、氮等形核析出；雜質核隨著液流下沉溫度下降并逐步生長形成雜質夾雜物。冷載氣經引流裝置的出口集中垂直地吹射液態硅的中心區域，載氣從該區域液態硅中帶走大量的熱量，造成該中心區域液態硅溫度進一步下降，過冷度增強，從而促進液態硅中的雜質如碳、氮等雜質過飽和形核析出，并促進雜質核生長形成宏觀雜質，如碳化硅雜質、氮化硅雜質。碳化硅雜質具有電活性，影響太陽能電池的轉化效率。因此，亟需開發一種帶有載氣加熱裝置的多晶鑄錠爐，把冷載氣經加熱成溫度較高的熱載氣后，再由引流裝置吹射坩堝中的液態硅，以減少液態硅中載氣導致的雜質形核及雜質核生長。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的問題，提供一種帶有載氣加熱裝置的多晶鑄錠爐。以克服現有技術中所存在的問題：冷載氣集中吹射液態硅表面的某一區域，如中部區域，載氣從該區域帶走大量的熱量，造成該區域大幅降溫，液態硅過冷，促進液態硅中雜質形核及雜質核生長形成雜質夾雜物。

本發明的一種技術方案是提供一種帶有載氣加熱裝置及導流裝置的多晶鑄錠爐，包括隔熱籠和導流管，所述隔熱籠為主要由側隔熱板、頂隔熱板和底隔熱板所構成的腔體，其設計要點在于：還包括導流裝置和用于加熱載氣的加熱裝置，所述導流裝置包括分流腔部、進氣管部和至少一條導流氣管；所述分流腔部主要由內側壁、外側壁、上端壁和下端壁所構成的呈環狀的密閉腔體；進氣管部設置在分流腔部的外側壁的外部，進氣管部的一端和分流腔部的外側壁固定并連通；所述導流氣管沿著非等螺距的圓柱狀螺旋線分布在分流腔部的下方，導流氣管的上端部和分流腔部的下端壁連通并固定，導流氣管的下端部為出口；所述導流管裝配在頂隔熱板上，其下端穿過頂隔熱板中部的通孔，并從頂隔熱板的下端面伸出；所述導流裝置和導流管下端部軸向固定連接；所述加熱裝置的輸出端和導流裝置的進氣管部通過配接管道連通，輸入端和載氣的輸送管連通。

在應用中，本發明多晶鑄錠爐還有如下進一步優選的技術方案。

優選地，所述進氣管部和分流腔部間通過連通管連通，所述連通管的一端部和進氣管部相切連通并固定，另一端部和分流腔部的側壁相切連通并固定。

優選地，所述加熱裝置為空氣加熱器，空氣加熱器的殼體內設置隔熱層，空氣加熱器的輸出端和導流裝置的進氣管部通過配接管道連通，輸入端用于和載氣的輸氣管連通，所述配接管道的外部包覆隔熱層。

優選地，所述空氣加熱器為肋管式空氣加熱器。

優選地，所述加熱裝置為加熱管，所述加熱管設置于鑄錠爐的隔熱籠內，加熱管的輸出端和導流裝置的進氣管部通過配接管道連通，輸入端和載氣的輸氣管連通。

優選地，所述加熱管迂回分布，設置于鑄錠爐的加熱器和隔熱籠之間。

優選地，所述加熱管為翅片管，設置于加熱器的頂加熱器和隔熱籠的頂隔熱板之間。

優選地，所述肋管、加熱管的材質為鉬、鎢或鈦。

優選地，所述導流氣管出口段的螺旋線的螺距逐漸減小，導流氣管的出口位于導流筒部的下端面；或者，

所述導流氣管出口段的螺旋線的螺距逐漸減小、半徑逐漸增大，導流氣管的出口位于分流腔部外側壁的延伸面的下端或位于分流腔部的外側壁的延伸面的外部。

優選地，所述導流氣管的數量為3個、4個或5個，圍繞著導流裝置的中心線均勻分布。

優選地，所述導流裝置的材質為鉬或鈦。