一种降低氧含量装置及降低氧含量方法与流程

本申请涉及太阳能光伏制造，尤其涉及一种降低氧含量装置及降低氧含量方法。

背景技术：

1、光伏行业内单晶硅棒的生产一般采用直拉法生产单晶硅棒，在单晶生长过程中，利用提拉机构和籽晶夹头将籽晶浸入石英坩埚内的硅熔体中，并利用提拉机构将籽晶向上缓慢提拉，通过这种方式在籽晶的下方生长出一定直径的单晶硅棒。为减少成本，逐步采用连续复投料拉晶工艺，可以连续生产多根单晶硅棒，由于连续复投进行拉晶，使得单炉次运行时间大幅增加，对单晶炉热场运行稳定性提出更高要求。

2、而直拉法生产的单晶硅棒中氧杂质的主要来源是石英坩埚与硅原料反应产生sio。在高温状态下，大部分的sio通过硅熔体表面挥发，但在固液界面处的sio分解后，氧原子会由于偏析现象而进入晶棒中，尤其在拉晶初始阶段，硅熔体深度较深，导致晶棒头部区域氧含量较高，晶棒品质下降。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供了一种降低氧含量装置及降低氧含量方法，旨在解决现有技术中的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种降低氧含量装置，包括：

4、隔离组件，所述隔离组件包括隔离件，所述隔离件设置在石英坩埚中，所述隔离件用于阻挡含有氧杂质的硅熔体进入所述石英坩埚中的单晶硅棒生长区域；

5、反应组件，所述反应组件设置在所述隔离组件和所述石英坩埚之间，所述反应组件包括抽气部和输气部，所述输气部用于向所述硅熔体输入第一气体，以使所述第一气体与所述硅熔体中的氧杂质进行反应，所述抽气部用于抽吸所述隔离组件和所述石英坩埚之间的气体。

6、在第一方面的其中一个实施例中，所述隔离件呈围边状设置在所述石英坩埚内部，所述隔离组件还包括支撑件，所述支撑件设置在所述隔离件靠近所述石英坩埚的一端，所述支撑件沿所述隔离件的周向设置，所述支撑件位于所述隔离件和所述石英坩埚内壁之间，所述支撑件靠近所述隔离件的一端与所述隔离件固定连接，所述支撑件远离所述隔离件的一端与所述石英坩埚接触，所述支撑件用于支撑所述隔离件。

7、在第一方面的其中一个实施例中，所述抽气部包括：

8、抽气管，所述抽气管穿设于所述单晶炉的炉盖，所述抽气管的一端位于所述隔离组件和所述石英坩埚内壁之间，所述抽气管用于抽吸所述石英坩埚和所述隔离组件之间的气体；

9、抽气头，所述抽气头设置在所述抽气管靠近所述硅熔体的一端，所述抽气头与所述抽气管固定连接，所述抽气头位于所述硅熔体液面上。

10、在第一方面的其中一个实施例中，所述抽气头与所述硅熔体液面的距离为l，满足：20mm≤l≤60mm。

11、在第一方面的其中一个实施例中，所述抽气头为喇叭状。

12、在第一方面的其中一个实施例中，所述输气部包括输气管，所述输气管穿设于所述单晶炉的炉盖，所述输气管的一端与外部气源连接，所述输气管远离所述外部气源的一端位于所述隔离组件和所述石英坩埚内壁之间，所述输气管与所述抽气管对称设置，所述输气管用于向所述石英坩埚的硅熔体中通入第一气体，以使所述硅熔体中的氧杂质与所述第一气体发生反应。

13、在第一方面的其中一个实施例中，所述输气部包括输气管，所述输气管穿设于所述单晶炉的炉盖，以及所述输气管穿设于所述抽气管，所述输气管的一端与外部气源连接，所述输气管远离所述外部气源的一端位于所述隔离组件和所述石英坩埚内壁之间，所述输气管用于向所述石英坩埚的硅熔体中通入第一气体，以使所述硅熔体中的氧杂质与所述第一气体发生反应；

14、其中，所述反应组件至少为两个，且两个所述反应组件对称设置。

15、在第一方面的其中一个实施例中，所述输气部还包括出气头，所述出气头设置在所述输气管远离所述外部气源的一端，出气头设置有多个出气口，所述出气头用于伸入所述硅熔体中，并向所述硅熔体中输出第一气体。

16、在第一方面的其中一个实施例中，所述降低氧含量装置还包括升降组件，所述升降组件设置在单晶炉的炉盖外表面，所述升降组件与所述抽气部和所述输气部连接，所述升降组件用于升降所述抽气部和所述输气部。

17、第二方面，本申请实施例提供了一种降低氧含量方法，使用上述任一实施例中所述的降低氧含量装置，所述降低氧含量方法包括：

18、将所述隔离组件放置在所述石英坩埚中；

19、下降所述反应组件，以使所述抽气部靠近所述硅熔体液面，所述输气部伸入所述硅熔体液面下；

20、通过所述输气部向所述硅熔体中通入所述第一气体，以使所述第一气体与所述硅熔体中的氧杂质发生反应；

21、开启所述抽气部，通过所述抽气部抽吸所述隔离组件和所述石英坩埚之间的气体。

22、相对于现有技术，本申请的有益效果是：本申请提出一种降低氧含量装置及单晶炉，其中降低氧含量装置包括隔离组件和反应组件，所述隔离组件包括隔离件，所述隔离件设置在石英坩埚中，所述隔离件用于阻挡含有氧杂质的硅熔体进入所述石英坩埚中的单晶硅棒生长区域；所述反应组件设置在所述隔离组件和所述石英坩埚之间，所述反应组件包括抽气部和输气部，所述输气部用于向所述硅熔体输入第一气体，以使所述第一气体与所述硅熔体中的氧杂质进行反应，所述抽气部用于抽吸所述隔离组件和所述石英坩埚之间的气体。本申请通过所述隔离件阻挡含有氧杂质的硅熔体进入所述石英坩埚中的单晶硅棒生长区域，进而防止或降低氧杂质进入生长的单晶硅棒内部，以及通过所述输气部向所述硅熔体中通入第一气体，使其所述第一气体与所述硅熔体中的氧杂质进行反应，从而降低硅熔体中的氧含量，并且通过所述抽气部及时抽吸所述隔离组件和所述石英坩埚之间的气体，进一步提高了单晶硅棒的生长质量。

技术特征：

1.一种降低氧含量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的降低氧含量装置，其特征在于，所述隔离件呈围边状设置在所述石英坩埚内部，所述隔离组件还包括支撑件，所述支撑件设置在所述隔离件靠近所述石英坩埚的一端，所述支撑件沿所述隔离件的周向设置，所述支撑件位于所述隔离件和所述石英坩埚内壁之间，所述支撑件靠近所述隔离件的一端与所述隔离件固定连接，所述支撑件远离所述隔离件的一端与所述石英坩埚接触，所述支撑件用于支撑所述隔离件。

3.根据权利要求2所述的降低氧含量装置，其特征在于，所述抽气部包括：

4.根据权利要求3所述的降低氧含量装置，其特征在于，所述抽气头与所述硅熔体液面的距离为l，满足：20mm≤l≤60mm。

5.根据权利要求3所述的降低氧含量装置，其特征在于，所述抽气头为喇叭状。

6.根据权利要求3所述的降低氧含量装置，其特征在于，所述输气部包括输气管，所述输气管穿设于所述单晶炉的炉盖，所述输气管的一端与外部气源连接，所述输气管远离所述外部气源的一端位于所述隔离组件和所述石英坩埚内壁之间，所述输气管与所述抽气管对称设置，所述输气管用于向所述石英坩埚的硅熔体中通入第一气体，以使所述硅熔体中的氧杂质与所述第一气体发生反应。

7.根据权利要求3所述的降低氧含量装置，其特征在于，所述输气部包括输气管，所述输气管穿设于所述单晶炉的炉盖，以及所述输气管穿设于所述抽气管，所述输气管的一端与外部气源连接，所述输气管远离所述外部气源的一端位于所述隔离组件和所述石英坩埚内壁之间，所述输气管用于向所述石英坩埚的硅熔体中通入第一气体，以使所述硅熔体中的氧杂质与所述第一气体发生反应；

8.根据权利要求6或7中所述的降低氧含量装置，其特征在于，所述输气部还包括出气头，所述出气头设置在所述输气管远离所述外部气源的一端，出气头设置有多个出气口，所述出气头用于伸入所述硅熔体中，并向所述硅熔体中输出第一气体。

9.根据权利要求1所述的降低氧含量装置，其特征在于，所述降低氧含量装置还包括升降组件，所述升降组件设置在单晶炉的炉盖外表面，所述升降组件与所述抽气部和所述输气部连接，所述升降组件用于升降所述抽气部和所述输气部。

10.一种降低氧含量方法，其特征在于，使用权利要求1至9中任一项所述的降低氧含量装置，所述降低氧含量方法包括：

技术总结本申请公开了一种降低氧含量装置及降低氧含量方法，涉及太阳能光伏制造技术领域。降低氧含量装置包括隔离组件和反应组件，所述隔离组件包括隔离件，所述隔离件设置在石英坩埚中，所述隔离件用于阻挡含有氧杂质的硅熔体进入所述石英坩埚中的单晶硅棒生长区域；所述反应组件设置在所述隔离组件和所述石英坩埚之间，所述反应组件包括抽气部和输气部，所述输气部用于向所述硅熔体输入第一气体，以使所述第一气体与所述硅熔体中的氧杂质进行反应，所述抽气部用于抽吸所述隔离组件和所述石英坩埚之间的气体。本申请能够防止或降低氧杂质进入生长的单晶硅棒内部，降低单晶硅棒的氧含量，提高单晶硅棒的生长质量。技术研发人员：邹凯,莫磊,张国宏,田栋东,李长营,张德林,周文东,杜明受保护的技术使用者：甘肃瓜州宝丰硅材料开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5