[实用新型]一种大尺寸热场结构及其隔热保温装置

说明书

本实用新型公开了一种大尺寸热场结构及其隔热保温装置，用于设置在加热器发热区下方的中保温筒，包括：隔热材料；所述隔热材料固定于所述中保温筒的内壁，形成与所述加热器发热区形状匹配的圆环结构。本方案通过在加热器发热区下方设置隔热材料，抑制大尺寸石英坩埚拉晶过程中热对流，从而降低石英坩埚与硅液反应速率，实现降低单晶氧含量。本实用新型还公开了一种应用上述隔热保温装置的大尺寸热场结构。

技术领域

本实用新型涉及单晶炉热场技术领域，特别涉及一种大尺寸热场结构及其隔热保温装置。

背景技术

近年来光伏产业作为绿色新能源产业，呈现爆发式增长，为达成平价上网目标，各生产厂家不断推出新工艺、新技术来提高产量及电池光电转化效率。大尺寸硅片作为降本增效最直接手段，受到产业链高度追捧，电池环节的技术迭代更新，电池转换效率逐步提升，客户对单晶硅片的质量要求越来越高。提高转换效率，降低单晶硅中的氧含量是关键。由于氧是直拉单晶硅中不可避免的第一大杂质，在太阳能光伏应用领域，氧对太阳能电池的转换效率危害极大，主要表现在：1)氧施主效应，造成P型单晶电阻率虚高，N型单晶电阻率虚低；2)氧在电池工艺过程中形成氧沉淀，形成二次缺陷，会极大的降低少子寿命，严重时表现为黑心片；3)氧会造成P型太阳能电池的光衰减效应，所以降氧研究极为重要。

一般通用的做法是，采取低埚转工艺拉晶或缩短加热器发热区的手段来控制单晶氧含量，但由于G12单晶均采用大尺寸热场拉制，加热器发热区缩短幅度有限。

目前大热场匹配拉制大尺寸单晶，由于热场尺寸增大，热场行程随之增大。缩短加热器发热区的方法存在安全风险，改变加热器发热区高度及结构设计，会造成热场下部温度偏低，极易出现结晶等安全隐患。其次是从拉晶工艺进行调整，通过降低拉晶埚转的方式来减缓硅料与石英坩埚的反应速率，但因坩埚尺寸增大，线速度增大降氧效果不理想，达不到目标氧含量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种大尺寸热场结构及其隔热保温装置，解决大尺寸单晶热场氧含量控制难题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种大尺寸热场结构隔热保温装置，用于设置在加热器发热区下方的中保温筒，包括：隔热材料；

所述隔热材料固定于所述中保温筒的内壁，形成与所述加热器发热区形状匹配的圆环结构。

优选地，还包括：上支撑环、下支撑环和隔热挡板；

所述上支撑环和所述下支撑环分别固定于所述中保温筒，所述上支撑环位于所述所述下支撑环的上方，所述隔热挡板固定于所述上支撑环和所述下支撑环之间；

所述隔热材料设置于隔热挡板的周向外壁和所述中保温筒的内壁之间。

优选地，所述上支撑环的下表面设有与所述中保温筒上端面配合的第一止口，所述下支撑环的上表面设有与所述中保温筒下端面配合的第二止口，所述下支撑环的下表面设有与下保温筒上端面配合的第三止口。

优选地，所述上支撑环的下表面设有与所述隔热挡板上端面配合的第一卡槽，所述下支撑环的上表面设有与所述隔热挡板下端面配合的第二卡槽。

优选地，所述上支撑环的外缘和所述下支撑环的外缘分别固定于所述中保温筒，所述上支撑环的内缘和所述下支撑环的内缘分别开设有供加热器腿穿过的支撑环切口。

优选地，所述支撑环切口与所述加热器腿之间预留至少20mm的安全距离。

优选地，所述隔热挡板为半圆结构，两个所述隔热挡板与所述中保温筒所述同心设置，两个所述隔热挡板之间形成两个挡板切口，分别供两侧的所述加热器腿穿过；

所述挡板切口与所述支撑环切口位置对应。