带晶种升降单元的铸造硅单晶炉及硅单晶生长方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110777425A(43)申请公布日2020.02.11(21)申请号201911161271.4(22)申请日2019.11.24(71)申请人田达晰地址310013浙江省杭州市西湖区浙大路18号求是村67幢1单元702(72)发明人田达晰(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人林松海(51)Int.Cl.C30B11/02(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图12页(54)发明名称带晶种升降单元的铸造硅单晶炉及硅单晶生长方法(57)摘要本发明公开了一种带晶种升降单元的铸造硅单晶炉及硅单晶生长方法。所述的铸造硅单晶炉，包括炉体、晶种升降单元、温控单元、晶体生长单元；所述的晶体生长单元位于炉体内；所述的晶种升降单元位于炉体上方，并穿进炉体至晶体生长单元，用于将晶种插入到晶体生长单元；所述的温控单元用于提供晶体生长单元中的晶体生长所需的温度。晶种升降单元包括波纹管、晶种升降杆、升降机构，升降机构用于升降晶种升降杆。采用本发明生长出的硅晶体质量好，位错增殖少，晶界少，晶种消耗少，与晶种同方向的硅单晶体积占比大于90%，可以将碱制绒工艺应用于使用铸锭法制造的硅片制造太阳能电池的工艺过程，得到光衰减低、太阳能转化效高的硅太阳能电池。CN110777425ACN110777425A权利要求书1/2页1.一种带晶种升降单元的铸造硅单晶炉，其特征是：包括炉体（24）、晶种升降单元、温控单元、晶体生长单元；所述的晶体生长单元位于炉体（24）内；所述的晶种升降单元位于炉体（24）上方，并穿进炉体（24）至晶体生长单元，用于将晶种（12）插入到晶体生长单元；所述的温控单元用于提供晶体生长单元中的晶体生长所需的温度。2.如权利要求1所述的铸造硅单晶炉，其特征是：所述的晶种升降单元包括波纹管（6）、晶种升降杆（9）、升降机构（32），升降机构（32）用于升降晶种升降杆（9），晶种升降杆（9）穿过波纹管（6）进入炉体（24）内。3.如权利要求2所述的铸造硅单晶炉，其特征是：所述的晶种升降单元进一步设有热屏蔽管（8），用于屏蔽炉体（24）内的高温，位于所述的波纹管（6）的下方，晶种升降杆（9）穿过波纹管（6）和热屏蔽管（8）进入炉体（24）内。4.如权利要求2所述的铸造硅单晶炉，其特征是：所述的升降机构依次包括电机（1）、减速机（2）、丝杆（3）、支架（4）、波纹管提升块（30），电机（1）安装在减速机（2）上，减速机（2）、丝杆（3）分别安装在支架（4）上，波纹管提升块（30）安装在丝杆（3）上，波纹管（6）和晶种升降杆（9）安装在波纹管提升块（30）下。5.如权利要求1所述的铸造硅单晶炉，其特征是：所述的温控单元包括加热器、温度传感器、温度控制器。6.如权利要求5所述的铸造硅单晶炉，其特征是：所述的加热器包括主加热器（11）；或者所述的加热器包括主加热器（11）、底部加热器（19）；或者所述的加热器包括主加热器（11）、侧加热器（15）；或者所述的加热器包括主加热器（11）、侧加热器（15）、底部加热器（19）；所述的主加热器（11）位于所述的晶体生长单元的上方，底部加热器（19）位于所述的晶体生长单元的下方，侧加热器（15）位于所述的晶体生长单元的侧面。7.如权利要求5所述的铸造硅单晶炉，其特征是：所述的温控单元进一步包括冷却机构（31）。8.如权利要求7所述的铸造硅单晶炉，其特征是：所述的冷却机构（31）设置在晶体生长单元的下方；所述的冷却机构（31）包括冷却送风管（20）、冷却进风口（34），冷却送风管（20）向上吹风冷却晶体生长单元的下部；或者所述的冷却机构（31）包括冷却送风管（20）、冷却进风口（34）、冷却出风口（35）、冷却排风管（36），冷却送风管（20）向上吹风冷却晶体生长单元的下部，冷却送风管（20）所吹冷却风由冷却排风管（36）直接带走。9.如权利要求1所述的铸造硅单晶炉，其特征是：所述的晶体生长单元包括坩埚（14）、坩埚底托板（16）、坩埚侧护板（26）；所述的坩埚底托板（16）下设有支承板（17）或者不设支承板；所述的晶种（12）为硅单晶体。10.一种采用如权利要求1所述的带晶种升降单元的铸造硅单晶炉的硅单晶生长方法，其特征是：步骤如下：2CN110777425A权利要求书2/2页1）将高纯氮化硅粉、硅溶胶、纯水按一定的比例配好，在坩埚内表面涂高纯氮化硅粉涂层，厚度1-2mm，自然干燥后高温烧结；坩埚的横截面为正方形，材料为石英陶瓷，具体尺寸根据投料量确定；2）先将晶种安装在晶种升降杆的下端，开动电机将晶种升入波纹管内并达到最高位置，将烧结好的坩埚放在坩埚底托板上，安装好坩埚侧护