一种晶体生长装置和方法以及单晶硅棒与流程

本申请属于光伏加工，具体涉及一种晶体生长装置、一种晶体生长方法以及一种单晶硅棒。

背景技术：

1、近年来，光伏发电作为绿色能源以及人类可持续发展的主要能源的一种，日益受到世界各国的重视并得到大力发展。单晶硅片作为光伏发电的一种基础材料，有着广泛的市场需求。单晶硅片通常由单晶硅棒进行切片处理得到，单晶硅棒则可以由硅料生长拉制而成。在具体的应用中，单晶炉内通常设置有加热器，以通过加热器提供热量熔化硅料，为了便于操作人员在单晶炉炉体外进行操作，单晶炉炉体的温度通常需要控制在一定的范围之内。

2、现有的技术中，为了将单晶炉炉体的温度控制到合适的范围，通常需要将单晶炉炉体上设置水冷夹层。在单晶炉工作时，根据工艺需求向水冷夹层内通入冷却介质，以达到冷却降温的目的。然而，尽管冷却介质可以循环利用，在冷却介质循环过程中炉内热量只能通过耗散进入环境，无法被有效利用，从而，增加了单晶硅棒的生产成本。

技术实现思路

1、本申请旨在提供一种晶体生长装置、晶体生长方法以及一种单晶硅棒，以解决现有的晶体生长装置功耗较大，拉晶生产成本高的问题。

2、为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

3、第一方面，本申请公开了一种晶体生长装置，所述晶体生长装置包括：炉体以及设置在所述炉体内的坩埚、加热器以及保温结构；其中，

4、所述加热器至少部分设置在所述坩埚的侧面，所述保温结构套设在所述加热器外；

5、所述保温结构沿所述炉体径向的厚度满足第一预设范围。

6、可选地，所述保温结构包括保温筒以及保温毡；其中，

7、所述保温筒套设在所述加热器外且与所述加热器间隔设置；

8、所述保温毡套设在所述保温筒外且与所述炉体内侧壁间隔设置，所述保温毡沿所述炉体径向的厚度满足所述第二预设范围。

9、可选地，所述保温毡包括多层子保温毡，相邻的两层所述子保温毡连接，多层所述子保温毡的整体厚度满足所述第二预设范围。

10、可选地，所述第二预设范围为120－180毫米。

11、可选地，所述第一预设范围为240－360毫米。

12、可选地，所述炉体的侧板在与所述保温结构相邻的一侧设置有反射件，所述反射件的反射率满足第三预设范围

13、可选地，所述第三预设范围大于或者等于0.9。

14、可选地，所述反射件为铝板，所述铝板连接于所述炉体内侧壁。

15、可选地，所述反射件为设置在所述炉体侧壁与所述保温毡相邻的一侧的涂层。

16、可选地，所述炉体的侧壁内还设置有冷却通道。

17、第二方面，本申请还公开了一种晶体生长方法，所述晶体生长方法采用：

18、炉体以及设置在所述炉体内的坩埚、加热器以及保温结构；其中，

19、所述加热器至少部分设置在所述坩埚的侧面，所述保温结构套设在所述加热器外；

20、所述保温结构沿所述炉体径向的厚度满足第一预设范围的晶体生长装置制备单晶硅棒。

21、可选地，所述晶体生长方法包括：

22、将硅料放置在炉体内的坩埚内；

23、启动加热器以加热所述硅料；

24、在所述硅料熔化成硅液后，在所述硅液内执行拉晶操作，在晶体生长的过程中的等径阶段，停止向所述冷却通道内通入所述冷却介质。

25、可选地，所述在进入等径阶段，停止向所述冷却通道内通入所述冷却介质的步骤，包括：

26、在进入等径阶段，停止向所述冷却通道内通入所述冷却介质，并降低所述加热器的输入功率。

27、第三方面，本申请还公开了一种单晶硅棒，所述单晶硅棒采用上述任一项所述的晶体生长方法制成；其中，

28、所述单晶硅棒的含氧量小于10ppma。

29、本申请实施例中，由于所述炉体内设置有保温结构，所述保温结构沿所述炉体径向的厚度满足第一预设范围，所述保温结构可以用于改善保温隔热条件，提高保温效果。这样，通过改善保温隔热条件达到降温的效果，所述单晶硅棒的拉制过程中，可以无需向炉体的侧板内通入冷却介质，避免被冷却介质带走的能量损耗，实现降功耗的目的，降低所述单晶硅棒的拉制成本。

30、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置包括：炉体以及设置在所述炉体内的坩埚、加热器以及保温结构；其中，

2.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述保温结构包括保温筒以及保温毡；其中，

3.根据权利要求2所述的的晶体生长装置，其特征在于，所述保温毡包括多层子保温毡，相邻的两层所述子保温毡连接，多层所述子保温毡的整体厚度满足所述第二预设范围。

4.根据权利要求2所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第二预设范围为120－180毫米。

5.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第一预设范围为240－360毫米。

6.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述炉体的侧板在与所述保温结构相邻的一侧设置有反射件，所述反射件的反射率满足第三预设范围。

7.根据权利要求6所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第三预设范围大于或者等于0.9。

8.根据权利要求6或7任一项所述的晶体生长装置，其特征在于，所述反射件为铝板，所述铝板连接于所述炉体内侧壁。

9.根据权利要求8所述的晶体生长装置，其特征在于，所述反射件为设置在所述炉体侧壁与所述保温毡相邻的一侧的涂层。

10.根据权利要求1至9任一项所述的晶体生长装置，其特征在于，所述炉体的侧壁内还设置有冷却通道。

11.一种晶体生长方法，其特征在于，所述晶体生长方法采用：

12.根据权利要求11所述的晶体生长方法，其特征在于，所述晶体生长方法包括：

13.根据权利要求12所述的晶体生长方法，其特征在于，所述在进入等径阶段，停止向所述冷却通道内通入所述冷却介质的步骤，包括：

14.一种单晶硅棒，其特征在于，所述单晶硅棒采用权利要求11至13任一项所述的晶体生长方法制成；其中，

技术总结本申请提供了一种晶体生长装置和方法以及单晶硅棒。所述晶体生长装置包括：晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置包括：炉体以及设置在所述炉体内的坩埚、加热器以及保温结构；其中，所述加热器至少部分设置在所述坩埚的侧面，所述保温结构套设在所述加热器外；所述保温结构沿所述炉体径向的厚度满足第一预设范围。本申请的晶体生长晶体生长装置可以避免被冷却介质带走的能量损耗，实现降功耗的目的，降低所述单晶硅棒的拉制成本。技术研发人员：乔文沛,谢志宴,朱永刚,梁永生,杜超,韩伟,刘兵,韩昀钊,赵炜,杜倩受保护的技术使用者：隆基绿能科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2