[发明专利]用于多晶硅定向凝固工艺的多晶炉

说明书

本发明公开了一种用于多晶硅定向凝固工艺的多晶炉，包括：一炉体；热场；石英坩埚，所述石英坩埚位于所述热场内，其包括一坩埚盖板，所述坩埚盖板与所述石英坩埚之间预设有供氩气流出的第二气道，所述氩气输入管延伸至所述热场内并穿过所述坩埚盖板以使氩气通过其进入所述石英坩埚；所述炉体上还设置有抽气管，所述抽气管延伸至所述热场内并从所述热场内向所述炉体外抽送氩气。本发明的用于多晶硅定向凝固工艺的多晶炉的氩气流道设计合理，大大降低了氩气流动过程的局部阻力和流程阻力，减少了旋涡的强度和数量，增加了流动的顺畅性。

技术领域

本发明涉及一种晶体硅生产工艺设备,特别是指用于多晶硅定向凝固工艺的多晶炉。

背景技术

现阶段，太阳能电池的主流是晶体硅太阳能电池，晶体硅电池主要分为单晶和多晶硅电池，它们所采用的基体材料是单晶和多晶硅片，而单晶和多晶硅片是通过切割单晶和多晶硅晶体而得到的。多晶硅晶体是通过多晶定向凝固生产得到的。多晶硅定向凝固工艺的关键设备是多晶炉，提供热量及温度梯度的是其中的热场。现阶段，多晶铸锭工艺以减压气氛为主流工艺，一般采用通入一定设定体积流量纯度99.999％以上的高纯氩气，通过调节抽气速率，使炉内维持设定的压力气氛。氩气一方面是保护气体，使多晶炉内形成一定的压力环境；另外，氩气流动可以带走热场和硅料里面挥发出的杂质，提高硅锭的质量。

在现有的多晶炉中，由于氩气流道的结构设计相当的不合理，拐角和空间的突变都造成氩气流动存在相当多的旋涡，另外，由于炉体只有一个排气孔，所以其存在严重的不对称性，进一步加剧了气体流动的不合理。实际上，实际生产过程中，从炉内氧化物的痕迹上可以验证其气流流流动相当的不顺畅，也造成了氩气中的杂质不能及时带走而回到硅熔体中，造成碳氧含量等杂质的增加。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种氩气流道设计合理的用于多晶硅定向凝固工艺的多晶炉。

为了实现上述目的，本发明提供的一种用于多晶硅定向凝固工艺的多晶炉，包括：

一炉体，所述炉体的顶部设置有氩气输入管，且所述炉体的侧面上设置有氩气出口；

热场，所述热场位于所述炉体内，其为一由多块保温板围成的腔室，每块保温板之间具有供氩气流动的第一气道；

石英坩埚，所述石英坩埚位于所述热场内，其包括一坩埚盖板，所述坩埚盖板与所述石英坩埚之间预设有供氩气流出的第二气道，所述氩气输入管延伸至所述热场内并穿过所述坩埚盖板以使氩气通过其进入所述石英坩埚；

所述炉体上还设置有抽气管，所述抽气管延伸至所述热场内并从所述热场内向所述炉体外抽送氩气。

作为优选，所述抽气管设置在所述炉体的顶部，且所述抽气管由位于所述坩埚盖板上方的所述保温板上穿入所述热场，并且所述抽气管位于所述热场内的管口靠近所述第二气道。

作为优选，所述抽气管为石墨管。

作为优选，所述保温板为碳纤维材料或碳碳复合材料。

与现有技术相比较，本发明的用于多晶硅定向凝固工艺的多晶炉的氩气流道设计合理，大大降低了氩气流动过程的局部阻力和流程阻力，减少了旋涡的强度和数量，增加了流动的顺畅性，增加了流动的速度，更好地带走挥发出的杂质；另一方面，使氩气流动集中在最有效的部分，即石英坩埚内熔体与坩埚盖板的空间，降低这一空间的气体流动不稳定性。

附图说明

图1为本发明的用于多晶硅定向凝固工艺的多晶炉的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案做进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供的一种用于多晶硅定向凝固工艺的多晶炉，包括：