[發明專利]一種用于人工晶體爐的氣體導流裝置

在審

• 申請號: 202310679659.3
• 申請日: 2023-06-09
• 公開（公告）號: CN116623290A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 朱振業
• 申請（專利權）人: 洛陽長纓新能源科技有限公司
• 主分類號: C30B27/02
• 分類號: C30B27/02;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種用于人工晶體爐的氣體導流裝置，涉及人工晶體制備技術領域，本發明通過在導流筒的上面設置下導流環，通過下導流環調整保護性氣體流的流動方向，減少保護性氣體流在爐蓋部位形成紊流的現象，進而實現增加單晶棒表面的保護性氣體流流動性，改善單晶棒的表面質量等，進一步，當爐蓋進氣口開啟時，通過設置在爐蓋進氣口處的上導流環將由爐蓋進氣口進入的氣流整流后進入爐室內，然后再次經下導流環整流后進入導流筒，有效的避免了氣流在爐蓋及導流筒內發生擾流，進而確保了氣流將坩堝內的揮發物順利的帶走等，本發明具有結構簡便，導流效果好等特點，適合大范圍的推廣和應用。

技術領域

本發明涉及人工晶體制備技術領域，尤其涉及一種用于人工晶體爐的氣體導流裝置。

背景技術

光伏產業正在成為新能源行業的“新寵”。

在此背景下，隨著光伏行業的發展，全球對多/單晶硅的需求增長迅猛，市場供不應求。受此影響，作為太陽能電池主要原料的多/單晶硅價格快速上漲，國內很多企業均在擴產。

以使用單晶爐拉制單晶棒為例，直拉法生長單晶棒是目前生產單晶硅棒最廣泛的應用技術，隨著市場競爭加劇，對單晶的品質要求更加嚴格，且對大尺寸單晶品質要求較高，現有單晶爐的結構如圖1所示，在主爐室7的上面設置爐蓋4，在爐蓋4的上方設置副爐室1，在副爐室1與爐蓋4之間設置閥門16，在主爐室7內設置下軸9，在下軸9的上端頭設置坩堝6，在坩堝6的外圍設置加熱器8，在坩堝6的上方設置導流筒5，在爐蓋4的爐脖10上設置爐蓋進氣口3，其在拉制單晶棒2時，為了維持單晶正常生長需要設置導流筒5，因此導流筒5成為當前直拉單晶爐的重要系統之一。導流筒5的的主要作用為：一是隔絕加熱器8對單晶棒2的熱輻射，保證單晶棒2生長所需的溫度梯度，保證單晶棒2穩定的成晶率；二是保證爐內（密閉腔體內）保護氣體的流動方向，加速坩堝內硅熔液的液面表面的氣體流速，加快帶走揮發雜質。

如圖1所示，現有導流筒5的結構為桶狀結構，下端出口面為平整的圓面結構，在拉制過程中，需要往由副爐室1、閥門16、爐蓋4及主爐室7形成的密閉腔體內通入保護性氣體，通過保護性氣體在密閉的腔體內流動帶走硅料在熔化時產生的揮發物，進而避免揮發物在密閉腔體內亂飛的現象，拉制時，閥門16開啟，爐蓋進氣口3關閉，保護性氣體流通過單晶棒2與導流筒5下端面之間的縫隙處外流，再帶走固液界面上的氧原子和易揮發的雜質流出；從而使得密閉腔體內保護性氣體流通過導流筒5下口處的流速較低，在固液液面上流通的氣流面積降低，形成漩渦，無法帶走過多氧氣或易揮發雜質，導致被拉制硅棒的氧含量偏高，成晶率與整棒率偏低。

在拉制過程中，密閉腔體內的保護性氣體流如圖2所示，保護性氣體流方向從上向下，經過副爐室1、閥門16、爐蓋4、單晶棒2、導流筒5、熔液表面與坩堝6后從加熱器8與保溫層中間流出。此時保護性氣體流在導流筒5上方的爐蓋4內形成亂流，亂流將密閉腔體內的揮發雜質吹的亂飛；在不拉制晶棒時，閥門16關閉，爐蓋進氣口3開啟，密閉腔體內的保護性氣體流如圖3所示，爐蓋4及導流筒5內的保護性氣體流紊流嚴重等。

那么如何提供一種用于人工晶體爐的氣體導流裝置就顯得尤為重要。

發明內容

為了實現所述發明目的，本發明公開了一種用于人工晶體爐的氣體導流裝置，本發明通過在導流筒的上面設置下導流環，通過下導流環調整保護性氣體流的流動方向，減少保護性氣體流在爐蓋部位形成紊流的現象，進而實現增加單晶棒表面的保護性氣體流流動性，改善單晶棒的表面質量等。

為了實現上述發明的目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于人工晶體爐的氣體導流裝置，包括導流筒和下導流環，在所述導流筒的上面設有向上延伸的下導流環，所述下導流環為上端開口大下端開口小的錐形結構。

所述的用于人工晶體爐的氣體導流裝置，所述下導流環的上方設置上導流環，所述上導流環為上端開口大下端開口小的錐形結構，上導流環的上端頭連接爐蓋上爐脖的內壁，上導流環的下端頭為懸空設置，在爐脖上間隔設有復數個爐蓋進氣口，爐蓋進氣口的出氣端對應上導流環的外緣面。