一种提高直拉单晶平均拉速的装置的制作方法

本技术涉及单晶硅生产，尤其是涉及一种提高直拉单晶平均拉速的装置。

背景技术：

1、单晶硅是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料，同时在光伏产业中也具有庞大的市场。单晶硅电池转换效率比传统的多晶硅电池效率高出5％，但是单晶硅的生产成本偏高。目前，在保证晶体质量的前提下，提高生产效率，成为一个降低生产成本的突破口。

2、提高生产效率的直接方法，就是提高拉晶速度，缩短晶体生长周期。随着晶体提拉速度的提高，晶体在结晶过程中，释放出的结晶潜热呈线性增加，因此，晶体侧的散热能力必须强化。同时在晶体提拉过程中，凝固界面晶体侧的v/g比是衡量晶体质量的重要指标，其中，v为晶体的生长速度，g为凝固界面处晶体侧的轴向温度梯度。太高或者太低的v/g比值均会导致晶体提拉过程中在晶体内部形成大量的缺陷。因此，提高晶体提拉速度的同时，凝固界面处晶体侧的轴向温度梯度也须相应提高。

3、现有的单晶炉装置中，通过在导流筒的内壁和外壁之间加设冷水套实现提高单晶生长速率。该装置虽然在一定程度上提高了直拉单晶拉速，但是冷水套设置在距离热场较近的位置，增加了热场的能量供应，导致能耗上升。其次，冷水套如果泄漏，泄漏的水直接流入导流筒的碳毡层内，导致导流筒的热量梯度破坏，造成拉晶事故率上升。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种提高直拉单晶平均拉速的装置，以解决上述背景中的问题。

2、本实用新型采用的技术方案是：一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其包括引气筒，所述引气筒位于导流筒背离原料熔体的一侧，其一端固连单晶炉内壁，另一端朝向所述导流筒；沿靠近所述导流筒的方向，所述引气筒的内径逐渐减小。

3、在一些可行的技术方案中，所述引气筒设于单晶炉炉盖的脖腔底端。

4、在一些可行的技术方案中，所述引气筒包括同轴配置的若干个筒段，各所述筒段的内壁相对于竖直方向的倾角互不相同。

5、在一些可行的技术方案中，沿靠近所述导流筒的方向，相邻所述筒段的内壁相对于竖直方向的倾角逐渐减小。

6、在一些可行的技术方案中，沿靠近所述导流筒的方向，相邻所述筒段的内壁相对于竖直方向的倾角逐渐增大。

7、在一些可行的技术方案中，所述引气筒的内壁相对于竖直方向的倾角为0～15°。

8、在一些可行的技术方案中，所述引气筒的厚度不大于3mm。

9、在一些可行的技术方案中，所述引气筒的底端与所述导流筒顶端上限位的间距不小于10mm。

10、在一些可行的技术方案中，所述引气筒的内径至少比晶棒直径大10mm。

11、在一些可行的技术方案中，所述引气筒采用耐高温材料不锈钢、钼、二氧化硅、碳化硅、氮化硅或磷化硅制成。

12、本实用新型的有益效果在于：以引气筒代替传统的冷水套，在提高直拉单晶平均拉速的同时，扩大单晶外部的轴向温度梯度，控制在提升单晶拉速的过程中的v/g比值，防止晶体内部形成大量的缺陷；并且避免了冷水套使生产能耗上升、安全隐患增加的问题。通过将引气筒配置于单晶炉炉盖脖腔底端，有效减少或避免气流沿炉盖或导流筒上盖板的杂质吹拂进原料熔体中，同时避免低温气体沿单晶炉炉盖扩径处流动至导流筒缩颈处产生的涡流，提高单晶整棒率和成晶率。

技术特征：

1.一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，包括引气筒，所述引气筒位于导流筒背离原料熔体的一侧，其一端固连单晶炉内壁，另一端朝向所述导流筒；沿靠近所述导流筒的方向，所述引气筒的内径逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，所述引气筒设于单晶炉炉盖的脖腔底端。

3.根据权利要求1或2所述的一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，所述引气筒包括同轴配置的若干个筒段，各所述筒段的内壁相对于竖直方向的倾角互不相同。

4.根据权利要求3所述的一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，沿靠近所述导流筒的方向，相邻所述筒段的内壁相对于竖直方向的倾角逐渐减小。

5.根据权利要求3所述的一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，沿靠近所述导流筒的方向，相邻所述筒段的内壁相对于竖直方向的倾角逐渐增大。

6.根据权利要求1-2、4-5任一所述的一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，所述引气筒的内壁相对于竖直方向的倾角为0～15°。

7.根据权利要求6所述的一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，所述引气筒的厚度不大于3mm。

8.根据权利要求6所述的一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，所述引气筒的底端与所述导流筒顶端上限位的间距不小于10mm。

9.根据权利要求6所述的一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，所述引气筒的内径至少比晶棒直径大10mm。

10.根据权利要求6所述的一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其特征在于，所述引气筒采用耐高温材料不锈钢、钼、二氧化硅、碳化硅、氮化硅或磷化硅制成。

技术总结本技术提供一种提高直拉单晶平均拉速的装置，其包括引气筒，所述引气筒位于导流筒背离原料熔体的一侧，其一端固连单晶炉内壁，另一端朝向所述导流筒；沿靠近所述导流筒的方向，所述引气筒的内径逐渐减小；所述引气筒设于单晶炉炉盖的脖腔底端。本技术以引气筒代替传统的冷水套，在提高直拉单晶平均拉速的同时，扩大单晶外部的轴向温度梯度，防止晶体内部形成大量的缺陷；并且避免了冷水套使生产能耗上升、安全隐患增加的问题；通过将引气筒配置于单晶炉炉盖脖腔底端，有效减少炉盖或导流筒上盖板的杂质被吹进原料熔体中，同时避免低温气体沿单晶炉炉盖扩径处流动至导流筒缩颈处产生的涡流，提高单晶整棒率和成晶率。技术研发人员：马晓辰,武志军,刘文斌,陈宇受保护的技术使用者：宁夏中环光伏材料有限公司技术研发日：20231128技术公布日：2024/7/18