[实用新型]热场装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及单晶炉加热设备技术领域，具体而言，涉及一种热场装置。

背景技术

太阳能电池也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。目前，大部分的太阳电池是由晶体硅材料制备成的，晶体硅一般包括单晶硅和多晶硅。直拉单晶制造法简称CZ法是目前研究及生产单晶硅的最主要、最普遍、效率最高的方法。

CZ法中石英坩埚和石墨坩埚是重要的组成部分。生产单晶硅时，将多晶硅原料放入石英坩埚中，通过电阻加热，将装在石英坩埚中的多晶硅熔化。生产过程中通入保护气体氩气，是单晶硅在无氧中的环境下形成。石墨坩埚的作用是保护石英坩埚并加热石英坩埚，使石英坩埚中多晶硅熔化。石墨坩埚可重复使用，石墨坩埚的使用寿命直接影响到产品质量和产品成本。

目前使用的石墨坩埚大部分为三瓣锅，三瓣锅由三瓣体组成，每个瓣体都包括锅壁和锅底，锅壁和锅底是一体结构，锅底为扇形，扇形的中心角为120°。三个瓣体相互拼接形成石墨坩埚，相邻的瓣体之间留有一定的间隙。循环气体氩气通过石英坩埚与石墨坩埚之间的间隙，再通过瓣体之间的间隙流出。循环气体会对石墨坩埚的锅壁与锅底连接处有冲刷或磨损。由于石墨坩埚的材料的易磨损特性，现有技术没有充分考虑到循环气体对石墨坩埚的直接冲刷与磨损，待出炉后，石墨坩埚的锅壁与锅底的连接处有严重的磨损。当连接处的厚度小于10mm，石墨坩埚无法使用，为了确保生产的安全，车间人员会确定石墨坩埚报废。

为了防止连接处的变薄引起石墨坩埚的报废，有的厂家采取了减少坩埚瓣数的方法，把三瓣锅改成了两瓣锅，但这样也带来了很严重的负作用。由于石墨坩埚成了两瓣锅，每一瓣体的体积增大，使得石墨坩埚不能适应热场温度的快速变化，可能由于温度变化太快致使热胀冷缩不均匀，导致石墨坩埚破裂。石墨坩埚的使用寿命也大大缩短。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种热场装置，以解决现有技术中循环气体对石墨坩埚冲刷严重的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种热场装置，包括石墨坩埚和石英坩埚，石英坩埚设置在石墨坩埚内，热场装置还包括：保护筒，设置在石英坩埚和石墨坩埚之间，且保护筒与石墨坩埚的内表面及与石英坩埚的外表面之间均具有第一间隙，保护筒包括筒壁，筒壁上设有多个气孔。

进一步地，石墨坩埚包括三个瓣体，相邻两个瓣体之间有第二间隙，气孔的孔径小于第二间隙。

进一步地，多个气孔沿筒壁的周向分布形成多个气孔环。

进一步地，沿筒壁的周向布置的相邻的两个气孔之间的距离等于相邻的两个气孔环之间的距离。

进一步地，每个气孔环中的气孔为多个，气孔环中的多个气孔沿筒壁的周向均匀分布。

进一步地，保护筒还包括与筒壁连接的筒底，筒底夹设在石英坩埚和石墨坩埚之间。

进一步地，保护筒的高度小于石墨坩埚的高度。

进一步地，保护筒的材料为碳碳复合材料。

进一步地，气孔为圆孔。

进一步地，沿筒壁的周向布置的相邻的两个气孔之间的距离大于或者等于气孔的孔径。

应用本实用新型的技术方案，保护筒设置在石英坩埚和石墨坩埚之间，为了循环气体能够正常的流动，在保护筒的筒壁上设有多个气孔。循环气体通过保护筒时，一部分循环气体会进入到保护筒和石英坩埚之间之后从气孔中流出，这样，这部分气体就不会对石墨坩埚的锅底与锅壁连接处的直接冲刷，进而有效地减缓了对石墨坩埚的锅底与锅壁连接处的冲刷，石墨坩埚的锅底与锅壁连接处的磨损得到缓解，这样能够有效地延长石墨坩埚的使用寿命，从而降低了生产成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的热场装置的实施例的保护筒的立体结构示意图；

图2示出了图1的保护筒的主视示意图；以及

图3示出了图1的保护筒的俯视示意图。

上述附图包括以下附图标记：

10、保护筒；11、筒壁；111、气孔；12、筒底。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。