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      一種增加單晶爐投料量的導(dǎo)流筒的制作方法

      文檔序號(hào):10072487閱讀:791來(lái)源:國(guó)知局
      一種增加單晶爐投料量的導(dǎo)流筒的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光伏行業(yè)單晶硅的生產(chǎn)裝置,具體為一種增加單晶爐投料量的導(dǎo)流筒。
      【背景技術(shù)】
      [0002]目前,太陽(yáng)能級(jí)單晶硅的生產(chǎn)普遍采用直拉單晶爐,其基本的生產(chǎn)工藝流程為:裝料一化料一穩(wěn)定一引晶一放肩一轉(zhuǎn)肩一等徑生長(zhǎng)一收尾一停爐冷卻一取棒、清爐。生廣中所用原料為塊狀多晶硅,一次性投入單晶爐內(nèi)的石英坩禍中。由于多晶硅料在裝入單晶爐內(nèi)時(shí)呈固體狀態(tài),堆疊在石英坩禍中,存在很多空隙,固體硅料經(jīng)過(guò)加熱熔化成液體后,由于固、液體的密度不同,液態(tài)的硅料只有固體狀態(tài)體積的一半左右,因此,待硅料完全熔化后石英坩禍內(nèi)仍存在大量空間,導(dǎo)致單晶硅產(chǎn)量減少,增加了生產(chǎn)成本。
      [0003]現(xiàn)有的直拉單晶硅爐所使用的熱場(chǎng),基本都配有導(dǎo)流筒,在單晶硅棒的拉制過(guò)程中,導(dǎo)流筒作為熱場(chǎng)的一個(gè)重要組成部件,主要用于引導(dǎo)氬氣流向,形成有利于單晶生長(zhǎng)的溫度梯度分布。與敞口熱場(chǎng)相比,使用導(dǎo)流筒后,能夠明顯降低拉晶過(guò)程中的功率損耗,并提高晶體生長(zhǎng)速度。目前廣泛使用的導(dǎo)流筒均由石墨經(jīng)過(guò)機(jī)加工制造而成,然而,隨著單晶爐熱場(chǎng)尺寸的增大,導(dǎo)流筒的尺寸也相應(yīng)變大,直接導(dǎo)致制造成本居高不下。并且一旦發(fā)生損壞,就需要整體更換,不利于使用成本的降低。
      [0004]另外,在熱場(chǎng)中使用導(dǎo)流筒后,導(dǎo)流筒還會(huì)擠壓石英坩禍的裝料空間,減少單晶爐的裝料量,降低石英坩禍的利用率。若石英坩禍裝料過(guò)多,則固體的多晶硅料會(huì)突出于石英坩禍之上,與石英坩禍上方的導(dǎo)流筒底部相接觸,影響單晶品質(zhì)。
      [0005]圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)流筒用于單晶爐的示意圖,坩禍1和導(dǎo)流筒2位于主爐室3內(nèi),導(dǎo)流筒2位于坩禍1的正上方。當(dāng)坩禍1中多晶硅原料4的盛放量較多時(shí),在熔化硅料過(guò)程中可能導(dǎo)致多晶硅原料4與導(dǎo)流筒2的底部相接觸,影響單晶品質(zhì)。
      [0006]為了解決上述問(wèn)題,現(xiàn)有技術(shù)通常采用的方法有兩種:1).采用在熔化多晶硅原料4時(shí),利用籽晶升降裝置5將導(dǎo)流筒2懸掛起來(lái),化料完成后再將其歸位的方法,以解決導(dǎo)流筒2擠壓坩禍1裝料空間的問(wèn)題,但是這種方法會(huì)增加化料所需功率,增加電耗,并且由于導(dǎo)流筒2質(zhì)量較重,懸掛的方式還會(huì)增加導(dǎo)流筒2發(fā)生斷裂、掉落的風(fēng)險(xiǎn),降低導(dǎo)流筒2使用壽命。2).采用二次加料方法,化料完成后,利用二次加料裝置,多次向石英坩禍1內(nèi)裝入多晶硅原料4,但這種方法對(duì)原料有特殊要求,需要小顆粒料或棒狀料,并且操作也一般較為復(fù)雜。
      【實(shí)用新型內(nèi)容】
      [0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型提供了一種增加單晶爐投料量的導(dǎo)流筒,包括上部導(dǎo)流筒和設(shè)置于所述上部導(dǎo)流筒內(nèi)的下部導(dǎo)流筒,在所述上部導(dǎo)流筒內(nèi)開(kāi)設(shè)有上部通孔,所述下部導(dǎo)流筒自所述上部通孔的下端口伸出所述上部導(dǎo)流筒,所述下部導(dǎo)流筒能夠在所述上部通孔內(nèi)沿所述上部通孔的軸線方向移動(dòng);所述上部導(dǎo)流筒包括環(huán)繞所述上部通孔的上部筒體,所述上部筒體具有環(huán)繞所述上部通孔的上部空腔;在所述下部導(dǎo)流筒內(nèi)開(kāi)設(shè)有下部通孔,所述下部導(dǎo)流筒包括環(huán)繞所述下部通孔的下部筒體,所述下部筒體具有環(huán)繞所述下部通孔的下部空腔;在所述上部空腔和所述下部空腔內(nèi)均填充有隔熱層。
      [0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式,所述上部通孔為上寬下窄的階梯孔,所述上部導(dǎo)流筒包括環(huán)繞所述上部通孔的上部筒體和凸臺(tái),所述上部筒體的底端向靠近所述上部通孔軸線的方向延伸,形成突出于所述上部筒體的所述凸臺(tái);所述下部導(dǎo)流筒包括環(huán)繞所述下部通孔的下部筒體和上沿部,所述下部筒體的頂端向遠(yuǎn)離所述下部通孔的四周延伸形成突出于所述下部筒體的所述上沿部,所述下部導(dǎo)流筒通過(guò)所述上沿部鉤掛于所述上部導(dǎo)流筒的凸臺(tái)。
      [0009]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式,所述上部通孔和所述下部通孔相連通,所述上沿部的徑向尺寸介于所述上部通孔的上端口和下端口的徑向尺寸之間,所述下部筒體的徑向尺寸小于所述上部通孔的下端口。
      [0010]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式,所述上部筒體包括環(huán)繞所述上部通孔的上部?jī)?nèi)筒體和位于所述上部?jī)?nèi)筒體外的上部外筒體。
      [0011]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式,所述上部?jī)?nèi)筒體與所述上部通孔的軸線的夾角為10°?17°,所述上部外筒體與所述上部通孔的軸線的夾角為0°?2°。
      [0012]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式,所述上部?jī)?nèi)筒體的底端向靠近所述上部通孔軸線的方向延伸形成第一平臺(tái),在所述第一平臺(tái)的下表面開(kāi)設(shè)有第一環(huán)形槽;所述上部外筒體的底端向靠近所述上部通孔軸線的方向延伸形成第二平臺(tái),在所述第二平臺(tái)上形成有與所述第一環(huán)形槽相匹配的第一凸緣,所述第一平臺(tái)、第二平臺(tái)通過(guò)所述第一環(huán)形槽與所述第一凸緣的配合卡固在一起構(gòu)成所述凸臺(tái)。
      [0013]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式,所述下部筒體包括環(huán)繞所述下部通孔的下部?jī)?nèi)筒體和位于所述下部?jī)?nèi)筒體外的下部外筒體。
      [0014]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式,所述下部?jī)?nèi)筒體與所述下部通孔的軸線的夾角為10°?17°,所述下部外筒體與所述下部通孔的軸線的夾角為3°?6°。
      [0015]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式,所述下部?jī)?nèi)筒體的頂端向遠(yuǎn)離所述下部通孔的四周延伸形成突出于所述下部?jī)?nèi)筒體的環(huán)形的第三延伸部;所述下部外筒體的頂端向遠(yuǎn)離所述下部通孔的四周延伸形成突出于所述下部外筒體的環(huán)形的第四延伸部,所述第三延伸部與第四延伸部疊置構(gòu)成所述上沿部。
      [0016]根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式,所述導(dǎo)流筒還包括設(shè)置于所述上沿部的多個(gè)鉤掛部件。
      [0017]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型的增加單晶爐投料量的導(dǎo)流筒,將原有的單導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成上、下部導(dǎo)流筒分級(jí)結(jié)構(gòu),在實(shí)現(xiàn)懸掛導(dǎo)流筒的同時(shí)還減輕了懸掛導(dǎo)流筒的重量,降低了導(dǎo)流筒發(fā)生斷裂、掉落的風(fēng)險(xiǎn),延長(zhǎng)了導(dǎo)流筒的使用壽命,當(dāng)上部導(dǎo)流筒或下部導(dǎo)流筒出現(xiàn)異常而影響使用時(shí),僅需更換發(fā)生異常的部分即可,進(jìn)一步增加了導(dǎo)流筒的使用壽命,降低了使用成本。
      【附圖說(shuō)明】
      [0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)流筒用于單晶爐的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0019]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的增加單晶爐投料量的導(dǎo)流筒的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0020]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的增加單晶爐投料量的導(dǎo)流筒用于單晶爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0021]體現(xiàn)本實(shí)用新型特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本實(shí)用新型能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化,其皆不脫離本實(shí)用新型的范圍,且其中的說(shuō)明及圖示在本質(zhì)上是當(dāng)作說(shuō)明之用,而非用以限制本實(shí)用新型。
      [0022]本實(shí)用新型中所涉及的上、下等方位名詞僅用于結(jié)合附圖解釋本實(shí)用新型,并非對(duì)本實(shí)用新型的限定。
      [0023]如圖2所示,本實(shí)用新型一實(shí)施方式的增加單晶爐投料量的導(dǎo)流筒,包括上部導(dǎo)流筒10和設(shè)置于上部導(dǎo)流筒10內(nèi)的下部導(dǎo)流筒20,在上部導(dǎo)流筒10內(nèi)開(kāi)設(shè)有上部通孔11,在下部導(dǎo)流筒20內(nèi)開(kāi)設(shè)有下部通孔21,下部導(dǎo)流筒20自上部通孔11的下端口伸出上部導(dǎo)流筒10,下部導(dǎo)流筒20能夠在上部通孔11內(nèi)沿上部通孔11的軸線方向移動(dòng)。
      [0024]上部通孔11和下部通孔21相連通,優(yōu)選地,上部通孔11和下部通孔21具有相同的軸線。上部通孔11和下部通孔21優(yōu)選為圓孔(橫截面為圓形),上部通孔11優(yōu)選為上寬下窄的階梯孔,上部導(dǎo)流筒10可包括環(huán)繞上部通孔11的上部筒體,上部筒體的底端向其內(nèi)部延伸形成凸臺(tái)12。
      [0025]下部導(dǎo)流筒20可包括環(huán)繞下部通孔21的下部筒體,下部筒體的頂端向遠(yuǎn)離下部通孔21的四周延伸形成突出于下部筒體的上沿部22,上沿部22的徑向尺寸介于上部通孔11的上端口與下端口的徑向尺寸之間,下部筒體的徑向尺寸小于上部通孔11的下端口,使得上沿部22可鉤掛于凸臺(tái)12上,并可使下部導(dǎo)流筒20活動(dòng)地設(shè)置于上部導(dǎo)流筒10的下部。
      [0026]在下部導(dǎo)流筒20的上沿部22還可設(shè)置有鉤掛部件,其可以是例如掛鉤,鉤掛部件可與設(shè)置在籽晶升降裝置5上的導(dǎo)流筒掛架配合使用,實(shí)現(xiàn)下部導(dǎo)流筒20在上部通孔11內(nèi)的移動(dòng)。鉤掛部件可通過(guò)螺釘固定于開(kāi)設(shè)有螺孔的上沿部22。
      [0027]如圖2、3所示,拉晶操作中,導(dǎo)流筒裝置沿與坩禍1相同的軸線安置于坩禍1上方,下部導(dǎo)流筒20通過(guò)鉤掛
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