[發(fā)明專利]一種水冷熱屏結構、單晶硅生長裝置和單晶硅生長方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011561712.2
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112760709B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設計）人: 焦鵬;黃旭光;劉彬國
• 申請（專利權）人: 晶澳太陽能有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B13/00;C30B15/00;C30B27/00;C30B27/02
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊倩;張效榮

本發(fā)明公開了一種水冷熱屏結構、單晶硅生長裝置和單晶硅生長方法。該水冷熱屏結構包括：水冷熱屏本體以及設置于水冷熱屏本體內(nèi)部的氣冷裝置，其中，氣冷裝置，用于將惰性氣體輸送至單晶硅生長區(qū)域。該水冷熱屏結構能夠有效地提升單晶硅生長速度。

技術領域

本發(fā)明涉及一種水冷熱屏結構、單晶硅生長裝置和單晶硅生長方法。

背景技術

目前直拉法或直拉區(qū)熔結合法制備太陽能用單晶硅過程中，為了提升單位時間的產(chǎn)出量，提升單晶硅生長速度是需要克服的關鍵問題。單晶硅生長速度受結晶界面附近的晶體的縱向溫度梯度影響比較大，結晶界面附近的晶體的溫度梯度越大，單晶硅生長越快。由于硅從液態(tài)轉化為固態(tài)需要釋放大量的熱，那么增加結晶界面附近的晶體的縱向溫度梯度的一種方式是使晶體能夠快速散熱。目前主要通過水冷熱屏結構為晶體散熱。

由于水冷熱屏結構不能與晶體或硅液接觸，因此晶體與水冷熱屏之間熱的傳輸主要靠輻射方式，即水冷熱屏內(nèi)表面吸收熱輻射，并將吸收的部分熱傳輸給循環(huán)水。

在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術中至少存在如下問題：

由于循環(huán)水能夠帶走的熱量有限，導致現(xiàn)有的水冷熱屏吸收熱輻射能力比較差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種水冷熱屏結構、單晶硅生長裝置和單晶硅生長方法，能夠有效地增強水冷熱屏結構的散熱性能以及晶體界面得溫度梯度，以達到提升單晶硅生長速度的目的。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供以下技術方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種水冷熱屏結構，包括：水冷熱屏本體以及設置于所述水冷熱屏本體內(nèi)部的氣冷裝置，其中，

所述氣冷裝置，用于將惰性氣體輸送至單晶硅生長區(qū)域。

第二方面，本發(fā)明提供一種單晶硅生長裝置，包括：單晶爐本體以及上述任一項所述水冷熱屏結構，其中，

所述水冷熱屏結構設置于所述單晶爐本體內(nèi)。

第三方面，本發(fā)明提供一種利用具有上述任一水冷熱屏結構的單晶硅生長裝置進行單晶硅生長的方法，包括：

在單晶硅穿過所述水冷熱屏結構拉直生長階段，持續(xù)通過所述氣冷裝置將外部的惰性氣體輸入所述水冷熱屏本體內(nèi)部，以使所述惰性氣體直接吹拂生長的單晶硅的表面。

上述發(fā)明的第一方面的技術方案具有如下優(yōu)點或有益效果：為水冷熱屏本體增設氣冷裝置，由于該氣冷裝置位于水熱屏本體內(nèi)，其可將外部的惰性氣體送至單晶硅生長區(qū)域，該惰性氣體可直接吹拂生長的單晶硅的表面或者單晶硅的結晶界面，一方面由于溫差的存在，惰性氣體可以帶走水冷熱屏本體內(nèi)部部分熱量，另一方面，通過將惰性氣體輸送至單晶硅生長區(qū)域，可以使惰性氣體直接吹拂生長的單晶硅的表面或者吹拂單晶硅的結晶界面，可以直接帶走單晶硅表面或者單晶硅的結晶界面的部分熱量，從而增強水冷熱屏結構的散熱性能以及晶體界面得溫度梯度，以達到提升單晶硅生長速度的目的。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的水冷熱屏本體的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的水冷熱屏結構的剖面結構的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的水冷熱屏結構的剖面結構的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的水冷熱屏結構中的氣冷裝置的俯視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的水冷熱屏結構中的氣冷裝置的俯視圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的水冷熱屏與單晶硅之間關系的剖面的示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的水冷熱屏結構的剖面結構的示意圖；