本發明屬于單晶硅專用設備技術領域。

背景技術：

目前，半導體和光伏行業所需的大量原材料——單晶硅，單晶硅材料是由專用設備“單晶硅晶體生長爐”制備生產而來的，提高單晶硅產能和降低單晶硅生產成本是晶體生產商長期以來，一直要通過設備改進優化解決的技術課題。提高晶體拉速是有效提高生產效率控制生產成本的重要手段之一。近幾年國內外晶體生產商在石墨導流筒內又增加一層鉬導流筒(也稱導流筒鉬襯套)，該技術和產品的應用不僅起到隔離石墨與晶棒的直接輻射，而且有效控制了晶棒溫度，并且進一步提高了拉晶速度。通過大量的技術調研，當下國內外所有生產單晶硅的各類爐型鉬導流筒的選擇，都是以“平板鉬板”來制作導流筒。目前拉晶市場所選擇平板式導流筒和波浪線性導流板，都只能解決防止光熱輻射，但存在輻射后導流筒內中心高溫區集中在所拉單晶棒上，就存在單晶棒溫度中心過高，嚴重影響拉晶速度問題，同時壽命也較低，導致單晶硅制造成本較高。

技術實現要素：

本發明目的是提供一種單晶硅生長爐鉬導流筒及加工工藝，使得鉬導流筒不僅在導流降溫方面性能提高，更關鍵處是導流筒中心高溫區(單晶棒所處位置)位移到導流筒內壁附近，降低中心區域的溫度,從而達到拉晶速度的提升優化。

簡單地說，本發明是利用光學的慢輻射原理，以導流筒本身錐形形狀使導流筒側壁由于凹凸變形和增大了單位面積，改變導流筒內部高溫分布。

具體地說，一種單晶硅生長爐鉬導流筒，具有一個金屬鉬板制成的錐形筒，其在錐形筒側壁制有均勻分布的凸起點或交替均勻分布的凹槽和凸起點。

所述金屬鉬板厚度在0.05-1.5mm,凹槽和凸起點等量并均勻分布于錐形筒側壁上,且凹槽的深度和凸起點的高度為0.5-3mm。

凹槽和/或凸起點均勻分布密度為每平方分米80-120個。

凹槽和凸起點凹凸形狀規則統一，為以下形狀之一或多種組合：三角形、菱形、四邊形、方形、圓形及多角型。

所述鉬導流筒的加工工藝，其首先采用上模和下模夾持金屬鉬板垂直壓下，利用熱壓或冷壓或熱處理成型工藝成型，將金屬鉬板壓制成設計形狀的凹凸板，再加工制成錐形筒；所述上模和下模上分別制有對應形狀的凹槽和凸起點。

所述鉬導流筒的加工工藝，其可以是首先采用滾筒式圓周成型工藝將金屬鉬板壓制成凹凸板，再卷制成錐形筒；所述滾筒上制有均勻布置的凸起點，金屬鉬板低下擱置特質材料作為墊板并用滾筒擠壓金屬鉬板形成凹槽和凸起點。

所述鉬導流筒的加工工藝，其也可以是首先在金屬鉬板表面固定柱狀材料形成均勻分布的凸起點，然后卷制成錐形筒。金屬鉬板表面固定柱狀材料采用現有點焊或焊接柱狀材料均可。

本發明是利用光學的慢輻射原理以增大單位面積和進行凹凸變形，利用導流筒本身錐形形狀，從而達到溫度的控制和高溫區移位的效果，使導流筒圓周內中心部(既是單晶棒溫度)高溫區轉移到導流筒壁內附近區域。因此降低了提拉中單晶棒的溫度，高溫區的外圍邊緣化位移使導流降溫效果更加明顯，導流氣體直接作用到導流筒周邊高溫區，故此使拉晶速度迅速提高超過10％以上，另外凹凸的筋絡組織提高了導流筒的耐高溫性能，本發明達到了延長導流筒壽命、節能、提高生產效率、降低生產成本的目的。而本發明采用的凹凸板型設計徹底解決導流筒內高溫區位移問題，是現有各種形狀鉬導流筒根本不能解決的難題。

太陽能光伏發電行業的根本問題是生產成本高，一次性投入高，因此市場推廣需政府支持。作為光伏轉換率最高的單晶硅發電，單晶硅此材料其本身生產成本過高就決定了整體運行成本較高，如何不斷的持續的通過技術革新工藝，革新降低單晶硅生產成本是光伏行業長期以來共同重視和共同研發的課題。本發明雖然利用光學慢輻射原理改變了鉬導流筒版型形狀，但從單晶硅長晶效果質量和縮短生產周期等方面，為節約和控制單晶硅生產成本表現出了相當大的優勢，具有深遠的行業推廣意義和產業化節能環保的社會意義。

本發明在不改變原有爐體結構、環境、條件的前提下，只是利用導流筒凹凸版型的光學原理，使拉晶速度在原有基礎上提高10％以上的功效。

附圖說明

圖1為本發明導流筒結構示意圖。

圖2為圖1中b部放大圖。

圖3為本發明上下模局部示意圖(菱形)。

圖4為本發明滾筒模局部示意圖(菱形)。

圖5為本發明單面菱形凹凸板示意圖。

圖6為本發明雙面菱形凹凸板示意圖。

具體實施方式

實施方式1：一種單晶硅生長爐鉬導流筒，具有一個金屬鉬板制成的錐形筒1，金屬鉬板厚度在0.05-1.5mm，其在錐形筒1側壁上制有凹槽和凸起點2(凹槽和凸起點交替形成凹凸形狀)并等量均勻分布于錐形筒內側壁上，且凹凸深度和凸起點2的高度為0.5-3mm，所述單個凹槽和凸起點分布密度為每平方分米80-120個，所述凹槽和凸起點為以下形狀之一或多種組合：三角形、菱形、四邊形、方形、圓形及多角型。圖1中3為放置于導流筒內的單晶體。

實施方式2：利用特制材料通過模壓工藝將鉬板(工藝處理后)制造成形狀統一分布均勻的固定凹凸形狀，然后卷制成錐形筒。凹凸形狀垂直凹起點的高度為0.5-3mm，所述單體凹凸形狀或凸起點分布密度為每平方分米80-120個。

實施方式3：實施方式1所述鉬導流筒的加工工藝，是首先采用上模和下模夾持金屬鉬板垂直壓下，利用熱壓或冷壓或熱處理等工藝成型，將金屬鉬板壓制成一定形狀的凹凸板，再通過一定的加工工藝制成錐形筒；所述上模和下模上分別制有對應形狀的凹槽和凸起點，此為凹凸制模工藝。圖3給出了采用上下模工藝的模具示意圖。

實施方式4：實施方式1所述鉬導流筒的加工工藝，其還可以是：首先采用滾筒式圓周成型工藝將金屬鉬板壓制成凹凸板，再卷制成錐形筒；所述滾筒上制有均勻布置的凸起點，金屬鉬板低下擱置特制材料作為墊板并用滾筒擠壓金屬鉬板形成一定形狀的凹凸或凹槽和凸起點。圖4為滾筒模原理示意圖。

實施方式5：首先在金屬鉬板表面點焊或焊接柱狀材料形成均勻分布的凸起點，然后卷制成錐形筒。

本發明核心就是在鉬金屬板卷制的錐形筒的側壁上制有形狀統一、大小一致、并均勻分布在側壁的凹凸形狀或同種形狀的凸起點，利用光學的慢輻射原理，以導流筒本身錐形形狀使導流筒側壁由于凹凸變形和增大了單位面積，改變導流筒內部高溫分布。說明書書對凹凸形狀、數量等參數和制備工藝的描述并非對本發明的限制，凡在鉬金屬板卷制的錐形筒的側壁上制有均勻分布凹凸形狀實現增大單位面積以改變導流筒內部高溫分布的技術手段均在本發明保護范圍內。

技術特征：

技術總結
提供一種單晶硅生長爐鉬導流筒及加工工藝。核心就是在鉬金屬板卷制的錐形筒的側壁上制有形狀統一、大小一致、并均勻分布在側壁的凹凸形狀或同種形狀的凸起點，利用光學的慢輻射原理，以導流筒本身錐形形狀使導流筒側壁由于凹凸變形和增大了單位面積，改變導流筒內部高溫分布。使得鉬導流筒不僅在導流降溫方面性能提高，更關鍵處是導流筒中心高溫區(單晶棒所處位置)位移到導流筒內壁附近，降低中心區域的溫度,從而達到拉晶速度的提升優化。

技術研發人員：符志椿
受保護的技術使用者：符志椿
技術研發日：2017.07.13
技術公布日：2017.10.03