本發(fā)明涉及太陽能光伏設(shè)備制備領(lǐng)域，尤其涉及一種硅片水平提拉成型設(shè)備熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

利用帶硅生長技術(shù)生產(chǎn)太陽能級(jí)硅片是目前太陽能光伏材料的研究熱點(diǎn)之一，目前來說在太陽能光伏領(lǐng)域，多晶硅鑄錠技術(shù)是一種主流的技術(shù)。硅片可由多晶硅錠切割制造。由于目前的線鋸技術(shù)的局限，硅錠加工成硅片約有50%的硅材料損失。為了降低硅片的生產(chǎn)成本，最近的技術(shù)研究集中于從熔融硅中直接生產(chǎn)硅片，目前主要有兩種基本的帶硅制備方法，一種為垂直提拉方法，例如定邊喂膜（EFG）帶硅技術(shù)、線拉帶硅技術(shù)（SR）、枝蔓蹼裝帶硅技術(shù)（D-Web）等，另一種為水平提拉方法，主要包括HRG帶硅生長技術(shù)、RGS襯底帶硅生長法等。目前大部分帶硅技術(shù)處于試驗(yàn)階段，其主要原因在于在高溫硅片制造過程中，會(huì)通過設(shè)備引入過多的雜質(zhì)，使得硅片難以達(dá)到太陽能級(jí)硅片的純度要求，在結(jié)晶過程中要求的高冷卻速率會(huì)使晶體中產(chǎn)生過多的缺陷，拉片速度對(duì)硅片質(zhì)量的影響較大，難以尋求生長速率與帶硅質(zhì)量之間的平衡。HRG主要是在EFG的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，其晶體凝固結(jié)晶發(fā)生在液體表面，晶片不與坩堝壁面發(fā)生接觸，從而減少雜質(zhì)進(jìn)入晶片中。

因此,很有必要在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,裝配方便,基于水平帶硅生長技術(shù)的硅片提拉成型設(shè)備的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)Helenbrook B T, Kellerman P, Carlson F, et al. Experimental and numerical investigation of the horizontal ribbon growth process[J]. Journal of Crystal Growth, 2016, 453:163-172.Oliveros G A, Liu R, Sridhar S, et al. Silicon Wafers for Solar Cells by Horizontal Ribbon Growth[J]. Ind.eng.chem.res, 2013, 52(9):3239-3246.對(duì)此做過一定的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硅片水平提拉成型設(shè)備熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，解決

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種硅片水平提拉成型設(shè)備熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括爐體以及設(shè)置在爐體內(nèi)的底座石墨和鉗鍋，所述鉗鍋設(shè)置在底座石墨的上端，所述鉗鍋的兩側(cè)經(jīng)石墨鉤子與底座石墨固定連接，所述鉗鍋上形成硅晶熔融區(qū)以及溫度控制區(qū)，所述硅晶熔融區(qū)和溫度控制區(qū)相通，所述鉗鍋下方設(shè)置有2根用于對(duì)鉗鍋進(jìn)行加熱的石墨加熱棒；所述鉗鍋溫度控制區(qū)下方設(shè)置有調(diào)溫石墨氈塊和保溫石墨氈塊，所述調(diào)溫石墨氈塊連接用于控制其運(yùn)動(dòng)的插桿；

所述底座石墨的一側(cè)設(shè)置開口，所述開口與鉗鍋的溫度控制區(qū)連通，所述開口外側(cè)安裝用于水平提拉的基板。

進(jìn)一步的，所述石墨加熱棒的兩端分別固定設(shè)置有石墨側(cè)板，所述石墨加熱棒的兩端分別與石墨側(cè)板連接，其中一個(gè)石墨側(cè)板連接石墨電極并與電源連接。

進(jìn)一步的，所述鉗鍋底部開設(shè)有用于容納石墨加熱棒的通孔，所述石墨加熱棒的安裝部與鉗鍋為一體結(jié)構(gòu)，所述石墨加熱棒的加熱部與通孔之間為同軸非接觸結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述鉗鍋的兩側(cè)與底座石墨內(nèi)腔之間設(shè)置有側(cè)部加熱器，兩個(gè)側(cè)部加熱器與兩側(cè)的石墨側(cè)板固定連接，并經(jīng)石墨電極并與電源連接。

進(jìn)一步的，所述爐體內(nèi)還設(shè)置有支撐裝置，所述支撐裝置包括支撐底座以及多根支撐桿，所述底座石墨經(jīng)各支撐桿固定在支撐底座上；所述石墨側(cè)板固定設(shè)置在支撐底座上。

進(jìn)一步的，所述底座石墨上端設(shè)置有石墨氈蓋板，所述石墨氈蓋板蓋合鉗鍋。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的水平硅片提拉成型設(shè)備的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，實(shí)用性強(qiáng)，裝配方便，有效提高硅片的品質(zhì),減少硅片的內(nèi)部缺陷,并且提高熱能利用率,減少了能耗，減少對(duì)于硅材料的消耗，大幅降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是鉗鍋的示意圖；

圖2是成型設(shè)備熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是底座石墨側(cè)向視圖；

其中，1、底座石墨，2、鉗鍋，3、石墨加熱棒，41、調(diào)溫石墨氈，42、保溫石墨氈，43、插桿，5、石墨鉤子，6、石墨側(cè)板，7、石墨電極，8、支撐底座，9、支撐桿，10、開口，11、石墨氈蓋板。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1至圖3所示，一種硅片水平提拉成型設(shè)備熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，包括爐體以及設(shè)置在爐體內(nèi)的底座石墨1和鉗鍋2，鉗鍋2設(shè)置在底座石墨1的上端，鉗鍋2的兩側(cè)經(jīng)石墨鉤子5與底座石墨1固定連接，鉗鍋2上形成硅晶熔融區(qū)以及溫度控制區(qū)，硅晶熔融區(qū)和溫度控制區(qū)相通，鉗鍋2下方設(shè)置有2根用于對(duì)鉗鍋2進(jìn)行加熱的石墨加熱棒3；鉗鍋2溫度控制區(qū)下方設(shè)置有調(diào)溫石墨氈41塊和保溫石墨氈42塊，調(diào)溫石墨氈41塊連接用于控制其運(yùn)動(dòng)的插桿43。插桿43帶動(dòng)調(diào)溫石墨氈41塊上下運(yùn)動(dòng)，控制鉗鍋2底部空氣流通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鉗鍋2的調(diào)溫。

底座石墨1的一側(cè)設(shè)置開口10，開口10與鉗鍋2的溫度控制區(qū)連通，開口10外側(cè)安裝用于水平提拉的基板。

石墨加熱棒3的兩端分別固定設(shè)置有石墨側(cè)板6，石墨加熱棒3的兩端分別與石墨側(cè)板6連接，其中一個(gè)石墨側(cè)板6連接石墨電極7并與電源連接。

鉗鍋2底部開設(shè)有用于容納石墨加熱棒3的通孔，石墨加熱棒3的安裝部與鉗鍋2為一體結(jié)構(gòu)，石墨加熱棒3的加熱部與通孔之間為同軸非接觸結(jié)構(gòu)。

鉗鍋2的兩側(cè)與底座石墨1內(nèi)腔之間設(shè)置有側(cè)部加熱器，兩個(gè)側(cè)部加熱器與兩側(cè)的石墨側(cè)板6固定連接，并經(jīng)石墨電極7并與電源連接。

爐體內(nèi)還設(shè)置有支撐裝置，支撐裝置包括支撐底座8以及多根支撐桿9，底座石墨1經(jīng)各支撐桿9固定在支撐底座8上；石墨側(cè)板6固定設(shè)置在支撐底座8上。

底座石墨1上端設(shè)置有石墨氈蓋板11，石墨氈蓋板11蓋合鉗鍋2。

底座石墨1采用一體式的保溫石墨氈主腔體，中間開有一個(gè)矩形槽用來放置坩堝。

本發(fā)明提供的水平硅片提拉設(shè)備的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，采用了底面加熱器和側(cè)面加熱器，底面加熱器為石墨加熱棒3，石墨加熱棒3和坩堝采用了一體式的結(jié)構(gòu)，降低了加熱器的熱輻射距離，提高了熱量的輸入，可以快速的提高溫度，縮短加熱時(shí)間，避免了因加熱時(shí)間過長導(dǎo)致的熱能損失，并且可以有效的保證硅膜表面的溫度分布，同時(shí)由于坩堝采用了熔融區(qū)和溫度控制區(qū)分開的結(jié)構(gòu)，可以保證硅晶體材料的不斷供應(yīng)，使得硅片提拉過程可以長時(shí)間進(jìn)行，提高了能源的利用率，有效的降低了生產(chǎn)成本。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。