[发明专利]一种硅晶体生长炉

说明书

本发明公开了一种硅晶体生长炉，包括：保温桶，所述保温桶为一端开放的腔体结构；坩埚，所述坩埚位于所述保温桶的腔体内；所述坩埚包括第一区域和位于第一区域的下方的第二区域；加热器，所述加热器位于所述坩埚的第一区域外壁的周围，且在所述保温桶的腔体内；隔热装置，所述隔热装置位于所述加热器下方，并位于所述坩埚的第二区域外壁的周围，由于隔热装置的作用，降低熔硅的对流强度，减少氧原子进入到拉制的单晶硅中，提高了单晶硅的品质。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别涉及一种硅晶体生长炉。

背景技术

太阳能光伏行业生长硅晶体主要采用切克劳斯基(Czochralski)法制造，俗称直拉单晶法。直拉单晶法是把原料硅块放入坩埚中，在真空条件及惰性气体的保护下，加热器发光发热使硅块在单晶炉内受热熔化，再将晶种进入溶液中，在合适的温度下，溶液中的硅原子会按照晶种的硅原子排列结构在固液界面形成结晶，成为单晶体，将晶种旋转提升，硅溶液周而复始形成结晶成为单晶硅棒。目前装载原料硅块的坩埚为石英坩埚，石英坩埚会和熔硅发生发应：Si+SiO₂＝2SiO，其中99％以上生成的SiO会以气体的方式从熔硅液面挥发出去，少部分会溶解在熔硅中，以氧原子形态存在于熔硅中，坩埚壁附近氧溶度高的熔体最终通过溶度扩散和热对流形式传输到晶体生长界面，从而进入单晶硅中。单晶硅中过高的氧溶度会在热氧处理后形成氧沉淀，容易诱生位错、层错等二次缺陷的产生，影响电池的效率，同时在掺硼单晶中氧含量和衰减呈正比，所以降低晶体中的氧含量能提高电池的整体性能，获得高效率低衰减的高效电池。

目前大部分采用的降氧方式就是缩短加热器的长度，只对应坩埚的上部，从而来减少加热器对坩埚下部的辐射影响，降低熔体的纵向温度梯度，达到降低晶体氧含量的效果。过度的缩短加热器，熔体的受热区域变小，固液界面下的熔体温度受非受热区域熔体的影响加大，温度波动更明显，晶体成晶率会有明显的降低。

发明内容

本公开针对硅晶体生长的过程中，过高的氧溶度引入会在热氧处理后形成氧沉淀，容易诱生位错、层错等二次缺陷，且现有技术中过度的缩短加热器，使熔体的受热区域变小，固液界面下的熔体温度受非受热区域熔体的影响加大，温度波动导致的晶体成晶率明显的降低的技术缺陷，提供一种硅晶体生长炉。

为了实现上述目的，本公开提供如下技术方案，具体如下：

一种硅晶体生长炉，包括：

保温桶，所述保温桶为一端开放的腔体结构，用于生长炉工作过程中的保温；

坩埚，所述坩埚位于所述保温桶1的腔体内；所述坩埚包括第一区域和位于第一区域的下方的第二区域；所述坩埚用来装载硅料；

加热器，所述加热器位于所述坩埚的第一区域外壁的周围，且在所述保温桶的腔体内；所述加热器用来提供热源对所述坩埚的第一区域进行加热；

隔热装置，所述隔热装置在所述保温桶的腔体内；位于所述加热器下方，并位于所述坩埚的第二区域外壁的周围，用于阻隔所述加热器的对坩埚的第二区域的热辐射。

可选的，所述坩埚的第一区域对应所述坩埚的顶端至所述坩埚总高度的1/10到9/10的位置。

可选的，所述隔热装置上边沿与所述加热器下边沿相距大于3mm。

可选的，所述隔热装置的内壁与所述坩埚的外壁间隔设置，用于坩埚自由的上下移动及旋转。

可选的，所述隔热装置的内壁与所述坩埚的外壁间隔距离不小于3mm。

可选的，所述隔热装置至少包括两个沟槽，所述加热器底部设有加热器腿，所述加热器腿用于支撑所述加热器，并且所述加热器腿延所述隔热装置的沟槽向下延伸到所述生长炉的底部。