在坩埚侧壁底端设置有保温部件的定向凝固炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101949056A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101949056A(43)申请公布日2011.01.19(21)申请号201010291321.3(22)申请日2010.09.25(71)申请人王敬地址100084北京市海淀区清华大学南零楼3单元202室申请人江西旭阳雷迪高科技股份有限公司(72)发明人王敬吴彬辉翟志华(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人贾玉(51)Int.Cl.C30B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称在坩埚侧壁底端设置有保温部件的定向凝固炉(57)摘要本发明公开了一种定向凝固炉，包括：上炉体；与所述上炉体相配合以形成炉体空间的下炉体；设置在炉体空间内用于容纳给料的坩埚；用于加热坩埚并熔化容纳在坩埚中的给料的至少一个加热器；用于保持坩埚的坩埚保持器；用于在其上设置所述坩埚保持器的所述坩埚支座；容纳在所述炉体空间内并罩住所述加热器的隔热部件，用以控制所述坩埚内的给料的定向凝固；连接至外部气源并竖直地贯穿所述隔热部件的通气管；以及设置于所述坩埚保持器的底端外侧的保温部件。根据本发明的定向凝固炉，改善了多晶锭的晶体质量，进而提高了生产效益，且提高了由所生产的多晶锭制备出的太阳能电池转换效率。CN109456ACCNN110194905601949059A权利要求书1/1页1.一种定向凝固炉，其特征在于，包括：上炉体；下炉体，所述下炉体与所述上炉体相配合以形成炉体空间；坩埚，所述坩埚设置在炉体空间内用于容纳给料；至少一个加热器，所述加热器容纳在所述炉体空间内，用于加热坩埚并熔化容纳在坩埚中的给料；坩埚保持器，所述坩埚保持器用于保持所述坩埚；坩埚支座，容纳有所述坩埚的所述坩埚保持器设置在所述坩埚支座上；隔热部件，所述隔热部件容纳在所述炉体空间内并罩住所述加热器，且所述隔热部件被构造成相对于所述坩埚纵向可移动，以控制所述坩埚内的给料的定向凝固；通气管，所述通气管连接至外部气源并竖直地贯穿所述隔热部件，以向坩埚内引入工作气体；以及保温部件，所述保温部件设置于所述坩埚保持器的底端外侧。2.根据权利要求1所述的定向凝固炉，其特征在于，所述保温部件由固化炭毡保温材料制成。3.根据权利要求1所述的定向凝固炉，其特征在于，所述加热器包括位于所述坩埚侧面的侧加热器，其中所述保温部件的顶端高度不高于所述侧加热器的底端高度。4.根据权利要求3所述的定向凝固炉，其特征在于，所述保温部件与所述坩埚保持器的外壁相适配且沿纵向的横截面为锥状或锥台状。5.根据权利要求4所述的定向凝固炉，其特征在于，所述锥状或锥台状在底部具有L形的弯折部以与所述坩埚保持器的底部相适配。6.根据权利要求3所述的定向凝固炉，其特征在于，所述保温部件沿纵向的横截面为L形的棱柱状。2CCNN110194905601949059A说明书1/4页在坩埚侧壁底端设置有保温部件的定向凝固炉技术领域[0001]本发明涉及例如单晶锭或者多晶锭的定向凝固设备，尤其是涉及一种利用定向凝固工艺生产太阳能用多晶硅锭的、在坩埚侧壁底端设置有保温部件的定向凝固炉。背景技术[0002]在利用定向凝固工艺生产太阳能用多晶硅锭时，由于石英坩埚底部的冷却比其它部分快，首先从底部开始结晶，然后逐渐向上生长。如果能使固/液界面的形状保持平直或微凸时，则绝大部分硅晶粒容易一直保持竖直向上生长，晶界则几乎保持竖直，这样得到近乎于理想的晶粒排列，晶锭质量最好，制备出的太阳能电池转换效率也最高。因此，在生长多晶硅锭过程中，希望固/液界面为平直或者微凸形。[0003]图1为现有技术的定向凝固系统结构示意图。由图1可知，现有技术的定向凝固系统包括：上炉体101′；与所述上炉体101′相配合的下炉体102′；设置在所述下炉体102′内的坩埚支座6′，设置于所述坩埚支座6′上的坩埚保持器5′和坩埚保持器5′内设置的石英坩埚2′；设置在坩埚保持器5′侧面的侧加热器32′以及设置在石英坩埚2′上方的顶加热器31′；罩在顶加热器31′和侧加热器32′外侧的隔热部件4′。在给料熔化以及熔体定向凝固的过程中需要通入惰性气体如Ar气以将给料高温过程中所生成的含碳气体等杂质从排气孔103′排出炉外。[0004]根据现有的定向凝固系统，在生产多晶硅定锭过程中，如图1所示，固体82′与熔体81′的界面的边缘部分(邻近石英坩埚侧壁部分)不能保持为平直或者微凸形状，而是呈凹状。且随着图中箭头方向所示的固/液界面的推移，由动力学分析可知所得到的多晶锭中邻近石英坩埚侧壁的部分的晶粒小而凌乱、晶体质量很差、少子寿命低、且由这部分多晶锭制备出的太阳能电池转换效率低。发明内容[0005]有鉴于此，需要提供一种新的定向