本實用新型屬于太陽能光伏技術領域，涉及一種直拉單晶冷卻裝置。

背景技術：

隨著化石能源的使用對環境造成的污染以及化石能源的枯竭，人類迫切的需要新能源代替傳統的化石能源。光伏發電作為清潔能源，日益受到世界各國的重視及扶持。

光伏發電所需的太陽能電池板的基礎材料為單晶硅，一般通過直拉單晶的方式生產晶棒，在直拉單晶過程中，單晶棒拉制完成后，單晶爐內溫度約1400℃，為了得到品質完好的晶棒，需要將單晶棒在單晶爐內按一定的溫度梯度冷卻到規定的溫度、逐步提升至副爐腔繼續冷卻到一定溫度，才能取出。目前對單晶爐的冷卻方法是：當晶棒生長完成后停止加熱，通過不斷的向單晶爐內填充氬氣，同時通過真空泵不斷從單晶爐內向外抽氣，通過氣流將單晶爐內的熱量帶走，達到降溫的目的。雖然單晶爐爐筒具有夾套水冷結構，但爐內用于單晶棒生長的坩堝外圍被熱場和保溫結構包裹，夾套冷卻的效果很有限，主要還是靠氬氣帶出熱量達到冷卻、降溫的目的，但是這種降溫方式通常需要9個小時，時間較長，生產單晶棒的周期較長，冷卻成本較高。

技術實現要素：

基于此，有必要提供一種能夠提高冷卻效率、縮短生產周期、降低生產成本的直拉單晶冷卻裝置。

本實用新型的直拉單晶冷卻裝置，包括單晶爐，內部具有爐腔，所述爐腔中在單晶棒生長機構外圍設置有保溫裝置；所述保溫裝置從上向下分為頂部保溫裝置和主體保溫裝置，所述頂部保溫裝置的底面和主體保溫裝置的頂面在單晶棒生長過程中處于貼合狀態；

爐腔內壁降溫裝置，用于對爐腔內壁進行冷卻；

熱屏提升桿，安裝在位于爐腔中的熱屏的頂端，所述熱屏提升桿能夠上下移動；

連接桿，在單晶棒冷卻過程中，連接桿的兩端分別連接在熱屏提升桿和頂部保溫裝置上，使得頂部保溫裝置隨著熱屏提升桿的上升而與主體保溫裝置脫離、產生間隙，使得爐腔內壁降溫裝置能夠通過該間隙對單晶棒進行降溫。

本申請的優點在于：通過設置兩端分別連接在熱屏提升桿和頂部保溫裝置上的連接桿，使得在單晶棒冷卻時，可以借助熱屏提升桿的上升帶動頂部保溫裝置與主體保溫裝置脫離、產生間隙，這樣以往只用于對爐腔內壁進行降溫的爐腔內壁降溫裝置能夠通過該間隙，也對單晶棒生長機構進行降溫。上述降溫方式與現有的氬氣冷卻方式相結合能夠大大提高降溫的速度，可以節約4-5個小時的時間，也節約了氬氣的使用量，大大縮短了單晶棒的生產周期，也節約了氬氣的使用成本。2、本申請的結構簡單、只是設置了兩端分別連接在熱屏提升桿和頂部保溫裝置上的連接桿，其余利用的是傳統的單晶爐的設備中已有的部件。

在其中一個實施例中，所述直拉單晶冷卻裝置還包括氬氣冷卻裝置，所述氬氣冷卻裝置包括能夠向爐腔填充氬氣的將氬氣填充裝置和從爐腔向外抽氣的抽氣裝置。

在其中一個實施例中，所述頂部保溫裝置為一層保溫層。

在其中一個實施例中，所述主體保溫裝置為筒狀結構的保溫筒，保溫層隨著熱屏提升桿的上升而與保溫筒產生間隙，使得爐腔內壁降溫裝置能夠通過該間隙對單晶棒進行降溫。

在其中一個實施例中，所述爐腔內壁降溫裝置是水冷夾套，所述水冷夾套中具有循環冷卻水。

在其中一個實施例中，所述單晶爐的頂端設置有上蓋，所述保溫層設置在該上蓋的底面上。

在其中一個實施例中，所述連接桿的兩端分別與熱屏提升桿和頂部保溫裝置可拆卸的連接。

在其中一個實施例中，所述頂部保溫裝置上設置有插孔，所述連接桿的端部插入在所述插孔內實現與頂部保溫裝置的連接。

在其中一個實施例中，所述連接桿為長度可調的結構。

在其中一個實施例中，所述連接桿的結構為L型結構，所述連接桿包括水平部分和豎直部分，水平部分的端部連接在熱屏提升桿上，豎直部分的底端連接在頂部保溫裝置上。

附圖說明

圖1為本實用新型直拉單晶冷卻裝置的剖視圖。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似改進，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。

下面結合附圖，說明本實用新型的較佳實施方式。

現有的單晶爐110的內部具有爐腔114，該爐腔114具有加熱裝置、熱屏130、石英坩堝160，石英坩堝160的外圍設置有保溫裝置，將硅料裝入石英坩堝160，加熱裝置使硅料融化，通過籽晶夾頭與石英坩堝160的相互逆轉制造出單晶棒G。熱屏130設置在石英坩堝的上方。熱屏130的頂端具有能夠上下移動的熱屏提升桿132。爐腔114的內壁上設置有保溫裝置，該保溫裝置用于單晶棒G生長過程中的保溫，防止熱量散失。在單晶爐110的內壁上還設置有用于對單晶爐110的內壁進行降溫的爐腔內壁降溫裝置。該爐腔內壁降溫裝置是設置在單晶爐的外殼與爐腔內壁之間的水冷夾套，所述水冷夾套中具有循環冷卻水。

本實用新型的直拉單晶冷卻裝置100的保溫裝置從上向下分為頂部保溫裝置和主體保溫裝置，頂部保溫裝置的底面和主體保溫裝置的頂面在單晶棒G成長過程中處于貼合狀態；設置兩端分別連接在熱屏提升桿132和頂部保溫裝置上的連接桿，在單晶棒G生長后的冷卻過程中，頂部保溫裝置隨著熱屏提升桿132的上升而與主體保溫裝置脫離、產生間隙，使得爐腔內壁降溫裝置的循環冷卻水能夠通過該間隙對單晶棒生長機構進行降溫。

本實用新型的直拉單晶冷卻裝置還包括氬氣冷卻裝置，氬氣冷卻裝置包括能夠向爐腔114填充氬氣的將氬氣填充裝置和從爐腔114向外抽氣的抽氣裝置，抽氣裝置為真空泵。在單晶棒G生長后的冷卻過程中，通過氬氣冷卻裝置對單晶棒生長機構進行降溫的同時，爐腔內壁降溫裝置的冷卻水通過頂部保溫裝置與主體保溫裝置之間的間隙對單晶棒生長機構進行降溫。兩種降溫裝置相結合后，降溫時間相對于傳統的只通過氬氣冷卻裝置進行冷卻而言縮短了4-5個小時，也相應的節約了氬氣的使用量和成本。

單晶爐110的頂端具有可拆卸或能夠打開、關閉的上蓋112，頂部保溫裝置為一層保溫層140，保溫層140設置在該上蓋112的底面上。主體保溫裝置為筒狀結構的保溫筒120，保溫層140隨著熱屏提升桿132的上升而與保溫筒120產生間隙，使得爐腔內壁降溫裝置能夠通過該間隙對單晶棒進行降溫。

連接桿150的兩端分別與熱屏提升桿132和頂部保溫裝置可拆卸的連接。例如，連接桿150與熱屏提升桿132之間可以通過插接或者螺釘連接等方式可拆卸的連接。保溫層140上設置有插孔，連接桿150的端部插入在插孔內實現與保溫層140的可拆卸的連接。

連接桿150為長度可調的結構。連接桿150的結構為L型結構，連接桿150包括水平部分和豎直部分，水平部分的端部連接在熱屏提升桿132上，豎直部分的底端連接在保溫層140上。

保溫筒120從上到下分為上部保溫筒122、中部保溫筒124和下部保溫筒126。保溫層140與保溫筒120之間圍成單晶棒的保溫區域。保溫層140隨著熱屏提升桿132的上升而與上部保溫筒122的頂面產生間隙。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。