專(zhuān)利名稱(chēng)：一種能漏硅后防護(hù)的單晶爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏行業(yè)，具體為一種單晶生長(zhǎng)發(fā)生漏硅事故時(shí)能對(duì)內(nèi)部石墨件和爐體起防護(hù)作用的單晶爐。
背景技術(shù)：
一般單晶爐生長(zhǎng)系統(tǒng)主要由單晶爐體和熱場(chǎng)系統(tǒng)組成。單晶爐體是生產(chǎn)單晶硅的主要生長(zhǎng)設(shè)備，直拉單晶爐的熱系統(tǒng)，也就是所謂的熱場(chǎng)，是指為了熔化硅料，并使單晶生長(zhǎng)保持在一定溫度下進(jìn)行的整個(gè)系統(tǒng)(如圖1)，主要包含保溫系統(tǒng)(上保溫蓋1、下保溫蓋 2、上保溫筒3、中保溫筒4、下保溫筒5、導(dǎo)流筒12、保溫底板6等)、發(fā)熱系統(tǒng)(主要有石墨加熱器8等)、支撐傳動(dòng)系統(tǒng)(坩堝軸7、托盤(pán)9、石墨坩堝10、石英坩堝11等)。在單晶生長(zhǎng)過(guò)程中往往會(huì)因各種原因?qū)е侣┕枋鹿实陌l(fā)生，一般情況下，漏硅事故主要原因是盛放原料的石英坩堝破裂，發(fā)生漏硅事故時(shí)硅液主要流向如圖3所示，硅液從石英坩堝破裂處涌出沿著石墨坩堝的間隙流到托盤(pán)、坩堝軸，漏硅量大的時(shí)候會(huì)順著坩堝軸流入坩堝軸波紋管內(nèi)或保溫底板和加熱器上。傳統(tǒng)熱場(chǎng)的保溫底板是平面的石墨結(jié)構(gòu) (如圖5、圖6所示)，保溫底板中心處和沿中心線(xiàn)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)有三個(gè)貫穿的孔分別用于坩堝軸護(hù)套和電極護(hù)套的放置?？着c各護(hù)套間有一定的縫隙，當(dāng)硅液流到保溫底板上時(shí)會(huì)沿著這個(gè)縫隙流入到保溫底板的下部，從而進(jìn)入單晶爐底，高溫的硅液會(huì)燒壞爐底導(dǎo)致?tīng)t底夾層間的循環(huán)水噴出，水在高溫的環(huán)境下會(huì)迅速氣化，加速石墨熱場(chǎng)和爐體的氧化損壞，甚至發(fā)生爆炸事故，損壞石墨部件和爐體部件，給生產(chǎn)造成極大的損失。目前傳統(tǒng)熱場(chǎng)只是為了漏硅事故的減少而做一些改進(jìn)，而當(dāng)漏硅事故發(fā)生時(shí)只能任由損失的產(chǎn)生，而漏硅損失的大小往往無(wú)法估計(jì)。一般情況下，硅液從破裂處涌出沿著石墨坩堝的縫隙流到托盤(pán)和坩堝軸上，這就需要尋求一種漏硅后防護(hù)的裝置以減少損失。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種在發(fā)生漏硅事故后，能夠最大程度地減少爐體結(jié)構(gòu)和石墨熱場(chǎng)重要部件損壞的單晶爐。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所述的一種能漏硅后防護(hù)的單晶爐，它包括保溫底板、坩堝軸和加熱器，還包括硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護(hù)罩；所述硅液導(dǎo)流裝置安裝固定于坩堝軸上；所述加熱器防護(hù)罩完全罩住加熱器的底部，并緊貼著加熱器腿部， 當(dāng)有硅液滴落時(shí)直接濺到此防護(hù)套上，杜絕了硅液直接與加熱器接觸粘連。本實(shí)用新型中，所述保溫底板上設(shè)有孔洞，在孔洞四周及保溫底板的外沿四周設(shè)有向上突起的臺(tái)階，臺(tái)階的設(shè)計(jì)以防止硅液沿著孔與護(hù)套的間隙流入爐底，保護(hù)了單晶爐底的石墨熱場(chǎng)和爐體，同時(shí)也使漏出的硅液最大程度地滴落收集于保溫底板中，防止了硅料的損耗。本實(shí)用新型中所述硅液導(dǎo)流裝置為喇叭狀且喇叭口朝下的石墨套管。喇叭狀石墨套管的設(shè)計(jì)使硅液從石英坩堝破裂處涌出沿著石墨坩堝的間隙流到坩堝軸時(shí)不會(huì)向下直接流向爐底，而被石墨套管擋住，改變流動(dòng)方向，并沿石墨套管的外壁流動(dòng)，最后滴落到石墨套管下方的保溫底板上。本實(shí)用新型中所述硅液導(dǎo)流裝置上設(shè)有內(nèi)螺紋，所述坩堝軸上設(shè)有與硅液導(dǎo)流裝置上內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋；硅液導(dǎo)流裝置和坩堝軸通過(guò)內(nèi)外螺紋固定在一起?；蛘咴谯釄遢S上打孔使之貫穿，將硅液導(dǎo)流裝置從坩堝軸下部套進(jìn)去，然后用兩個(gè)碳碳材料做的小圓短棒分別插入兩個(gè)小孔內(nèi)以支撐硅液導(dǎo)流裝置。要求小圓短棒插入的距離為坩堝軸的厚度即可，防止插入過(guò)深影響坩堝軸不銹鋼螺絲從坩堝軸內(nèi)部空間的通過(guò)。本實(shí)用新型所述的單晶爐，在漏硅事故發(fā)生后可將硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護(hù)套敲掉取出，用小部件保護(hù)大部件，有效降低了漏硅事故后的損失。有益效果本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本實(shí)用新型通過(guò)硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護(hù)罩以及設(shè)有突起臺(tái)階的保溫底板的運(yùn)用，使漏出的硅液最大程度地滴落收集于保溫底板中，降低了硅料的損耗，同時(shí)有效地保護(hù)了加熱器和波紋管等價(jià)格昂貴的部件不受硅液的破壞，降低了損失；(2)本實(shí)用新型所述的單晶爐加工簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中單晶爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型所述單晶爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)中漏硅后漏硅流向圖。圖4為本實(shí)用新型中漏硅后漏硅流向圖。圖5為現(xiàn)有技術(shù)中保溫底板的俯視圖。圖6為現(xiàn)有技術(shù)中保溫底板的剖視圖。圖7為本實(shí)用新型中保溫底板的俯視圖。圖8為本實(shí)用新型中保溫底板的剖視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定。
實(shí)施例如2所示的一種能漏硅后防護(hù)的單晶爐，它包括保溫底板6、坩堝軸7、加熱器8， 硅液導(dǎo)流裝置15、加熱器防護(hù)罩14;所述保溫底板6上設(shè)有孔洞，在孔洞四周及保溫底板的外沿四周設(shè)有向上突起的臺(tái)階(如圖7、圖8);所述硅液導(dǎo)流裝置15為喇叭狀且喇叭口朝下的石墨套管；所述硅液導(dǎo)流裝置15安裝固定于坩堝軸7上；所述加熱器防護(hù)罩14完全罩住加熱器8的底部，并緊貼著加熱器8腿部；所述硅液導(dǎo)流裝置15上設(shè)有內(nèi)螺紋，所述坩堝軸7上設(shè)有與硅液導(dǎo)流裝置15上內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋；硅液導(dǎo)流裝置15和坩堝軸7通過(guò)內(nèi)外螺紋固定在一起。[0025]本實(shí)施例中所述的單晶爐在漏硅事故發(fā)生后，硅液從破裂處涌出沿著石墨坩堝的縫隙流到托盤(pán)和坩堝軸上，順著坩堝軸流向硅液導(dǎo)流裝置15和加熱器防護(hù)罩上，通過(guò)硅液導(dǎo)流裝置15和加熱器防護(hù)罩流到保溫底板上，由于保溫底板上孔眼的四周存在突起，硅液不會(huì)從保溫底板上的孔流入到保溫底板的下部，從而進(jìn)入單晶爐底，保護(hù)了石墨熱場(chǎng)和爐體(如圖4所示)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、選擇兩臺(tái)JRDL9020熱場(chǎng)作為實(shí)驗(yàn)熱場(chǎng)，分別稱(chēng)為熱場(chǎng)一和熱場(chǎng)二 ；2、熱場(chǎng)一如圖1所示，熱場(chǎng)二如本實(shí)施例所述；3、在熱場(chǎng)一和熱場(chǎng)二發(fā)生漏硅事故時(shí)對(duì)漏硅狀態(tài)及損失情況進(jìn)行對(duì)比；通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生漏硅事故時(shí)熱場(chǎng)一中硅液從破裂處涌出沿著石墨坩堝的縫隙流到托盤(pán)和坩堝軸上，同時(shí)順著坩堝軸流入坩堝軸波紋管內(nèi)，有大量硅液濺到保溫底板和加熱器上，使加熱器螺栓和加熱器腳粘在一起，損失比較嚴(yán)重；熱場(chǎng)二中硅液大部分積聚在保溫底蓋板上，硅液覆蓋加熱器防護(hù)罩外表面，石墨套環(huán)下部無(wú)硅液積聚，無(wú)硅液漏至波紋管，將石墨套環(huán)和加熱器防護(hù)罩小心敲掉后，加熱器螺栓與加熱器連接處完好。損失對(duì)比熱場(chǎng)一損失情況為石英坩堝1只，石墨坩堝一套，托盤(pán)一只，坩堝軸一只，波紋管一只，保溫底蓋板一只，加熱器一只，加熱器螺栓兩只，電極兩只，硅料損失約20kg。熱場(chǎng)二損失情況為石英坩堝一只，石墨坩堝一套，托盤(pán)一只，坩堝軸一只，保溫底蓋板一只，石墨套環(huán)一只、加熱器防護(hù)罩兩只，硅料損失約^g。綜上，本實(shí)施例所述單晶爐可有效地降低漏硅后的損失，有效保護(hù)價(jià)值昂貴的加熱器、波紋管等重要熱場(chǎng)部件。
權(quán)利要求1.一種能漏硅后防護(hù)的單晶爐，它包括保溫底板(6)、坩堝軸(7)和加熱器(8)，其特征在于它還包括硅液導(dǎo)流裝置(15)和加熱器防護(hù)罩(14)；所述硅液導(dǎo)流裝置(15)安裝固定于坩堝軸(7)上；所述加熱器防護(hù)罩(14)完全罩住加熱器(8)的底部，并緊貼著加熱器 (8)腿部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能漏硅后防護(hù)的單晶爐，其特征在于所述保溫底板(6) 上設(shè)有孔洞，在孔洞四周及保溫底板的外沿四周設(shè)有向上突起的臺(tái)階。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能漏硅后防護(hù)的單晶爐，其特征在于所述硅液導(dǎo)流裝置(15)為喇叭狀且喇叭口朝下的石墨套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能漏硅后防護(hù)的單晶爐，其特征在于所述硅液導(dǎo)流裝置(15)上設(shè)有內(nèi)螺紋，所述坩堝軸(7)上設(shè)有與硅液導(dǎo)流裝置(15)上內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋；硅液導(dǎo)流裝置(15)和坩堝軸(7)通過(guò)內(nèi)外螺紋固定在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能漏硅后防護(hù)的單晶爐，其特征在于所述硅液導(dǎo)流裝置和坩堝軸的連接方式為在坩堝軸上打孔使之貫穿，將硅液導(dǎo)流裝置從坩堝軸下部套進(jìn)去，然后用兩個(gè)碳碳材料做的小圓短棒分別插入兩個(gè)小孔內(nèi)以支撐硅液導(dǎo)流裝置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種能漏硅后防護(hù)的單晶爐，它包括保溫底板、坩堝軸、加熱器、硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護(hù)罩；所述硅液導(dǎo)流裝置安裝固定于坩堝軸上；所述加熱器防護(hù)罩完全罩住加熱器的底部，并緊貼著加熱器腿部。本實(shí)用新型通過(guò)硅液導(dǎo)流裝置、加熱器防護(hù)罩以及設(shè)有突起的保溫底板的運(yùn)用，使漏出的硅液最大程度地收集于保溫底板中，降低了硅料的損耗，同時(shí)有效地保護(hù)了加熱器和波紋管等價(jià)格昂貴的部件不受硅液的破壞，減小了損失。
文檔編號(hào)C30B15/00GK202116687SQ201120185340
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者馮立學(xué), 吳亞軍, 李華恩, 梁會(huì)寧, 胡元慶 申請(qǐng)人:奧特斯維能源(太倉(cāng))有限公司