【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及人工晶體制備，尤其涉及一種人工晶體生長爐及包括人工晶體生長爐的人工晶體爐系統。
技術介紹
1、在“碳達峰、碳中和”的國家宏觀戰略政策的推動下，光伏產業正在成為新能源行業的“新寵”。在此背景下，隨著光伏行業的發展，全球對多/單晶硅的需求增長迅猛，市場供不應求。受此影響，作為太陽能電池主要原料的多/單晶硅價格快速上漲，國內很多企業均在擴產。
2、以多/單晶硅為例，多/單晶硅在整個生產過程中，硅芯的使用量非常大?，F有的硅芯大多是通過區熔的方式制備獲得的（主要通過高頻線圈、籽晶夾頭來完成拉制過程）。其工作原理如下：工作時通過給高頻線圈通入高頻電流，高頻感應加熱，使高頻線圈產生電流對原料棒產生磁力線；加熱后的原料棒上端頭形成熔化區，然后將籽晶插入熔化區；當籽晶的端頭與原料棒的融區融為一體后，慢慢提升籽晶，熔化后的原料融液就會跟隨籽晶上升，形成一個新的柱形晶體。這個新的柱形晶體便是硅芯的制成品。
3、多/單晶硅生產企業在實際生產過程中發現，對于硅芯制備過程中出現的余料、不小心折斷的硅芯、在還原、切割、磨拋等工藝階段產生的碎料等的處理非常繁瑣。很多企業為了圖省事，直接將上述余料、斷芯、碎料丟棄或者長期堆放在倉庫中。還有一些企業將上述碎料進行回收，通過直拉爐拉制成硅棒，然后使用硅棒再拉制成硅芯。這樣不僅增加了硅芯拉制的成本，還造成了較大的資源浪費等。也有一些企業將上述碎料進行回收，通過直拉爐拉制成硅棒，然后通過多線切割機將硅棒切成多根尺寸為8mm*8mm或10mm*10mm的柱狀硅棒，這樣不僅增加了柱狀硅棒
4、為了克服上述技術問題，本申請人于2023年3月21日提交了一份pct專利申請，專利名稱為用于同時拉制多根晶體的晶體冷卻裝置及人工晶體制備設備，國際申請號為pct/cn2023/082901，該專利申請公開了用于同時拉制多根晶體的晶體冷卻裝置，而在整個裝置中，晶體冷卻盤是其中的關鍵部件之一，晶體冷卻盤在實際使用時，將其放置在密閉的爐室內，且位于坩堝的上方，在晶棒拉制時，爐室內通入保護性氣體，且保護性氣體是一直循環的（即在爐室上分別設置進氣口和排氣口，進氣口不斷的進氣，排氣口不斷的排氣），通過保護性氣體在爐室內流動將爐室內的揮發物經排氣口帶出爐室，同時盡可能的避免揮發物粘附到新拉制的晶棒、晶體冷卻盤及晶體提拉孔上，一旦揮發物粘附到晶棒、晶體冷卻盤及晶體提拉孔上并積累到一定厚度時，就會掉落到坩堝內的熔液液面上而影響晶棒的拉制，當揮發物粘附到晶體提拉孔上時，嚴重時還會導致拉制晶棒卡滯的現象等?，F有的晶體冷卻盤是通過下進水管及出水管連接下法蘭，且下進水管與出水管為間隔設置，兩者之間存在空隙，在實際應用中發現，如圖1所示，保護性氣體形成的氣流會從進水管與出水管之間的空隙進入晶體冷卻盤中部的中部孔，當氣流進入中部孔后，就會導致晶體冷卻盤處保護性氣體形成的氣流發生紊亂，一旦氣流發生紊亂，揮發物就會在爐室內亂飛，亂飛的揮發物就無法經排氣口排出，亂飛的揮發物粘附到晶棒、晶體冷卻盤及晶體提拉孔上的機率就會增大等，還有就是現有結構的晶棒冷卻裝置在使用時，當在冷卻盤主體上設置多圈晶體提拉孔時，位于內圈的晶體提拉孔內氣流無法進入或者進入量較?。ň唧w如圖1所示），這樣就會導致揮發物粘附到晶棒及晶體提拉孔上，那么如何避免揮發物進入晶體提拉孔就成了本領域技術人員的長期技術訴求。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本申請提供一種人工晶體生長爐，本專利技術通過在晶棒冷卻裝置主體上設置氣流導流裝置，通過氣流導流裝置將氣流導流至冷卻盤主體上的晶體提拉孔內，有效的避免了揮發物粘附到晶棒及晶體提拉孔上等。
2、為了實現上述專利技術的目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種人工晶體生長爐，所述人工晶體生長爐包括：爐體，所述爐體包括副爐室、設置在所述副爐室下方的主爐室以及設置在所述副爐室和所述主爐室之間的閥門，所述閥門能夠將所述副爐室和所述主爐室分割為兩個獨立的腔體；晶棒冷卻裝置主體，所述晶棒冷卻裝置主體設置在所述爐體中并設置有供拉制出來的晶體穿過的至少一個晶體提拉孔；升降裝置，所述升降裝置設置在所述副爐室，且與所述晶棒冷卻裝置主體連接并帶動所述晶棒冷卻裝置主體在所述副爐室和所述主爐室內上下移動，以及氣流導流裝置，所述氣流導流裝置設置在所述晶棒冷卻裝置主體上。
4、所述的人工晶體生長爐，所述氣流導流裝置包括下導流筒、上導流筒和吹氣管，所述上導流筒的上端頭連接晶棒冷卻裝置主體中下法蘭的下面，上導流筒中部的內孔對應下法蘭中部的內孔，在上導流筒的下方設置下導流筒，所述下導流筒設置在晶棒冷卻裝置主體中冷卻盤主體的上面，在上導流筒的上方設有至少一根吹氣管，所述吹氣管的進氣端連接氣源，吹氣管的吹氣端對應上導流筒中部的內孔。
5、所述的人工晶體生長爐，所述下導流筒外圍的冷卻盤主體上設有至少一圈氣流擋環，每圈氣流擋環分別設置在兩圈晶體提拉孔之間。
6、所述的人工晶體生長爐，所述下導流筒的外形為圓錐形。
7、所述的人工晶體生長爐，所述下導流筒的外緣面上設有向內凹陷的水管穿孔。
8、所述的人工晶體生長爐，所述吹氣管連接升降裝置中的升降臂，且隨所述升降臂上下升降。
9、所述的人工晶體生長爐，所述升降臂的側壁上設有向內凹陷的凹槽，在所述凹槽的開口端設有蓋板，在所述蓋板的上方設有進氣口，在蓋板的下方設有出氣口，所述出氣口連接吹氣管。
10、所述的人工晶體生長爐，所述出氣口的外側連接吹氣管連接座，所述吹氣管連接座連接吹氣管，所述吹氣管設置為折線形結構。
11、所述的人工晶體生長爐，所述升降臂的外側設有進氣管，所述進氣管的上端頭連通氣源，進氣管的下端頭連接吹氣管。
12、所述的人工晶體生長爐，所述升降臂中部的冷卻介質通道內設有進氣管，所述進氣管的上端頭穿過升降臂的側壁連通氣源，進氣管的下端頭穿過升降臂的側壁連接吹氣管。
13、一種人工晶體爐系統，所述人工晶體爐系統包括根據權利要求1至10中任一項所述的人工晶體生長爐。
14、由于采用上述技術方案，本專利技術具有如下有益效果：
15、根據本申請，通過在晶棒冷卻裝置主體上設置氣流導流裝置，通過氣流導流裝置將氣流導流至冷卻盤主體上的晶體提拉孔內，有效的避免了揮發物粘附到晶棒及晶體提拉孔上等。
16、并且，根據本申請，在拉制過程中，由于下導流筒為錐形結構，吹氣管吹出的氣體經上導流筒、下導流筒后，氣流會沿著下導流筒的外壁流向冷卻盤主體上晶體提拉孔的區域，此時部分氣流會進入晶體提拉孔內，通過上導流筒和下導流筒的設置，盡可能的使氣流按照一個方向流動，使氣流作用到晶體提拉孔的區域，并使氣流進入晶體提拉孔帶走晶體提拉孔內的揮發物等。
17、而且，根據本申請，通過氣流擋環的設置，可以將本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種人工晶體生長爐，其特征是：所述人工晶體生長爐包括：爐體，所述爐體包括副爐室（20）、設置在所述副爐室（20）下方的主爐室（25）以及設置在所述副爐室（20）和所述主爐室（25）之間的閥門（24），所述閥門（24）能夠將所述副爐室（20）和所述主爐室（25）分割為兩個獨立的腔體；晶棒冷卻裝置主體（19），所述晶棒冷卻裝置主體（19）設置在所述爐體中并設置有供拉制出來的晶體穿過的至少一個晶體提拉孔（9）；升降裝置（21），所述升降裝置（21）設置在所述副爐室（20），且與所述晶棒冷卻裝置主體（19）連接并帶動所述晶棒冷卻裝置主體（19）在所述副爐室（20）和所述主爐室（25）內上下移動，以及氣流導流裝置，所述氣流導流裝置設置在所述晶棒冷卻裝置主體（19）上。
2.如權利要求1所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述氣流導流裝置包括下導流筒（13）、上導流筒（14）和吹氣管（15），所述上導流筒（14）的上端頭連接晶棒冷卻裝置主體（19）中下法蘭（4）的下面，上導流筒（14）中部的內孔對應下法蘭（4）中部的內孔，在上導流筒（14）的下方設置下導流筒（13），所述下導流筒
3.如權利要求2所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述下導流筒（13）外圍的冷卻盤主體（10）上設有至少一圈氣流擋環（12），每圈氣流擋環（12）分別設置在兩圈晶體提拉孔（9）之間。
4.如權利要求2所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述下導流筒（13）的外形為圓錐形。
5.如權利要求4所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述下導流筒（13）的外緣面上設有向內凹陷的水管穿孔（16）。
6.如權利要求2所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述吹氣管（15）連接升降裝置中的升降臂（22），且隨所述升降臂（22）上下升降。
7.如權利要求6所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述升降臂（22）的側壁上設有向內凹陷的凹槽（29），在所述凹槽（29）的開口端設有蓋板（30），在所述蓋板（30）的上方設有進氣口（28），在蓋板（30）的下方設有出氣口（31），所述出氣口（31）連接吹氣管（15）。
8.如權利要求7所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述出氣口（31）的外側連接吹氣管連接座（32），所述吹氣管連接座（32）連接吹氣管（15），所述吹氣管（15）設置為折線形結構。
9.如權利要求6所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述升降臂（22）的外側設有進氣管，所述進氣管的上端頭連通氣源，進氣管的下端頭連接吹氣管（15）。
10.如權利要求6所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述升降臂（22）中部的冷卻介質通道（27）內設有進氣管，所述進氣管的上端頭穿過升降臂（22）的側壁連通氣源，進氣管的下端頭穿過升降臂（22）的側壁連接吹氣管（15）。
11.一種人工晶體爐系統，其特征是：所述人工晶體爐系統包括根據權利要求1至10中任一項所述的人工晶體生長爐。
...【技術特征摘要】
1.一種人工晶體生長爐，其特征是：所述人工晶體生長爐包括：爐體，所述爐體包括副爐室（20）、設置在所述副爐室（20）下方的主爐室（25）以及設置在所述副爐室（20）和所述主爐室（25）之間的閥門（24），所述閥門（24）能夠將所述副爐室（20）和所述主爐室（25）分割為兩個獨立的腔體；晶棒冷卻裝置主體（19），所述晶棒冷卻裝置主體（19）設置在所述爐體中并設置有供拉制出來的晶體穿過的至少一個晶體提拉孔（9）；升降裝置（21），所述升降裝置（21）設置在所述副爐室（20），且與所述晶棒冷卻裝置主體（19）連接并帶動所述晶棒冷卻裝置主體（19）在所述副爐室（20）和所述主爐室（25）內上下移動，以及氣流導流裝置，所述氣流導流裝置設置在所述晶棒冷卻裝置主體（19）上。
2.如權利要求1所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述氣流導流裝置包括下導流筒（13）、上導流筒（14）和吹氣管（15），所述上導流筒（14）的上端頭連接晶棒冷卻裝置主體（19）中下法蘭（4）的下面，上導流筒（14）中部的內孔對應下法蘭（4）中部的內孔，在上導流筒（14）的下方設置下導流筒（13），所述下導流筒（13）設置在晶棒冷卻裝置主體（19）中冷卻盤主體（10）的上面，在上導流筒（14）的上方設有至少一根吹氣管（15），所述吹氣管（15）的進氣端連接氣源，吹氣管（15）的吹氣端對應上導流筒（14）中部的內孔。
3.如權利要求2所述的人工晶體生長爐，其特征是：所述下導流筒（13）外圍的冷卻盤主體（10）上設有至少一圈氣流擋環（12），每圈氣流擋環（12）分別設置在兩圈晶...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱振業，劉萬金，
申請(專利權)人：洛陽長纓新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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