[發(fā)明專利]一種單晶硅連續(xù)生產(chǎn)結(jié)晶加料設(shè)備及工藝

在審

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• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107604428A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路建華;陳欽強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 青海日晶光電有限公司
• 主分類號: C30B15/02
• 分類號: C30B15/02;C30B29/06
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙)32231
• 代理人: 張宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種單晶硅連續(xù)生產(chǎn)結(jié)晶加料設(shè)備及工藝。

背景技術(shù)

單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素，具有金剛石晶格，晶體硬而脆，具有金屬光澤，能導(dǎo)電，但導(dǎo)電率不及金屬，且隨著溫度升高而增加，具有半導(dǎo)體性質(zhì)，是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發(fā)展的前沿；單晶硅可以用于二極管級、整流器件級、電路級以及太陽能電池級單晶產(chǎn)品的生產(chǎn)和深加工制造，其后續(xù)產(chǎn)品集成電路和半導(dǎo)體分離器件已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域；在光伏技術(shù)和微小型半導(dǎo)體逆變器技術(shù)飛速發(fā)展的今天，利用硅單晶所生產(chǎn)的太陽能電池可以直接把太陽能轉(zhuǎn)化為光能，實(shí)現(xiàn)了邁向綠色能源革命的開始。

目前，公司單晶車間已經(jīng)全部實(shí)行了二次加料，但在加料過程中濺硅一直困擾著整著光伏行業(yè)，因?yàn)闉R硅極易導(dǎo)致不好成晶，浪費(fèi)了時間和人力，甚至?xí)驗(yàn)R硅導(dǎo)致整爐硅料拉不出來吊多晶的情況，增加了浪費(fèi)成本的風(fēng)險(xiǎn)。因此我們對此做出改進(jìn)，提出一種單晶硅連續(xù)生產(chǎn)結(jié)晶加料設(shè)備及工藝。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的單晶車間在二次加料過程中會伴有濺硅的缺陷，本發(fā)明提供一種單晶硅連續(xù)生產(chǎn)結(jié)晶加料設(shè)備及工藝。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明一種單晶硅連續(xù)生產(chǎn)結(jié)晶加料設(shè)備及工藝，包括爐體、水冷管、爐蓋、石英坩堝和二次加料裝置，所述爐體的頂端設(shè)有用于密封的爐蓋，所述爐蓋的中部穿插設(shè)有用于加料的二次加料裝置，所述爐體的內(nèi)部設(shè)有盛放硅料的石英坩堝，所述石英坩堝的外側(cè)設(shè)有用于加熱融化硅料的加熱板，所述加熱板的外側(cè)設(shè)有用于冷卻融化后硅料的水冷管，所述水冷管的兩端分別與兩個連接管的一端相通，兩個所述連接管的另一端均穿過爐體的側(cè)壁，其中一個所述連接管上設(shè)有電磁閥，所述石英坩堝的底端固定設(shè)有用于支撐的托盤，所述托盤的底端通過連接軸與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定連接，所述爐體上設(shè)有控制箱，所述控制箱上分別嵌設(shè)有轉(zhuǎn)動開關(guān)、加熱開關(guān)和冷卻開關(guān)，所述電機(jī)與轉(zhuǎn)動開關(guān)電性連接，所述加熱板與加熱開關(guān)電性連接，所述電磁閥與冷卻開關(guān)電性連接，所述轉(zhuǎn)動開關(guān)、加熱開關(guān)和冷卻開關(guān)均與外接電源電性連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述二次加料裝置由連接塊、活動桿、擋板和套筒組成，所述套筒與爐蓋的中部穿插連接，所述套筒的頂部和底部分別設(shè)有連接塊和擋板，所述擋板的一端與套筒底端的一側(cè)通過鉸鏈活動連接，所述擋板的另一端通過活動桿與連接塊的一側(cè)固定連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述套筒的邊側(cè)固定設(shè)有法蘭調(diào)節(jié)軌道，且套筒上套設(shè)有固定法蘭，所述固定法蘭的底端與爐蓋的頂端固定連接，所述固定法蘭的邊側(cè)開設(shè)有開孔，所述開孔的孔徑與法蘭調(diào)節(jié)軌道上槽口的孔徑相匹配設(shè)置。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，與所述水冷管一端連接的連接管與外接水源連接，與所述水冷管另一端連接的連接管與排水管道連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，包括以下步驟；

S1：上料；

S2：加熱融化；

S3：冷卻降溫；

S4：二次加料。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述S1步驟包括打開爐蓋向石英坩堝內(nèi)放入單晶硅料，且向套筒內(nèi)加入需要二次加料的單晶硅料，然后蓋上爐蓋。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述S2步驟包括打開轉(zhuǎn)動開關(guān)和加熱開關(guān)使得電機(jī)和加熱板工作，加熱板工作會將單晶硅料加熱融化，電機(jī)的工作會使得石英坩堝勻速轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使得石英坩堝內(nèi)的單晶硅料均勻加熱融化。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述S3步驟包括關(guān)閉加熱開關(guān)使得加熱板停止工作，同時打開冷卻開關(guān)使得電磁閥導(dǎo)通，進(jìn)而使得外接冷卻水源源不斷經(jīng)過水冷管，進(jìn)而使得爐體內(nèi)部環(huán)境降溫，即使得石英坩堝內(nèi)的單晶硅料結(jié)晶。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述S4步驟包括按下連接塊使得擋板打開，進(jìn)而可以使得套筒內(nèi)的單晶硅料倒入石英坩堝內(nèi)，完成二次加料操作。

本發(fā)明的有益效果是：該種單晶硅連續(xù)生產(chǎn)結(jié)晶加料設(shè)備及工藝，通過在加料前通過降溫度讓爐內(nèi)硅料結(jié)晶，形成固體，加料時將固體硅料加到爐內(nèi)的結(jié)晶固體上，從而達(dá)到避免硅料濺到其他石墨件上的風(fēng)險(xiǎn)，為后續(xù)拉晶創(chuàng)造合適條件。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明一種單晶硅連續(xù)生產(chǎn)結(jié)晶加料設(shè)備及工藝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種單晶硅連續(xù)生產(chǎn)結(jié)晶加料設(shè)備及工藝的水冷管結(jié)構(gòu)示意圖；