定向的晶體凝固爐的製作方法

2023-06-05 15:47:26 1

專利名稱：定向的晶體凝固爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種定向的晶體凝固爐，並且尤其涉及這樣一種提供適用於製造光伏太陽能板的矽錠的爐。
背景技術：
定向的晶體凝固爐的操作如下。矽晶片被引入石英坩堝。然後使布置在坩堝的側壁周圍或坩堝之上和/或坩堝的底部之下的加熱元件加熱坩堝以熔化矽晶片。一旦矽晶片已經熔化，則冷卻坩堝以結晶熔融矽。例如，通過布置在坩堝的底部之下的熱交換器從底部冷卻坩堝。於是熔融矽的結晶從坩堝的底部開始。該凝固被稱為是定向的。該熱交換器例如為板件，其布置在用於加熱坩堝的底部的元件之下並且通過流體的循環來冷卻。在熔化和結晶之後，獲得矽錠，矽錠具有與最初引入坩堝的矽晶片不同的晶體結構。通常，坩堝具有邊長約Im且高約50cm的方形基底，而且獲得邊長約Im且高約30cm的矽錠，並意圖將該矽錠鋸成標準的磚塊形狀。為了限制爐的電力消耗，在矽晶片的加熱和熔化期間，應當在交換器和坩堝底部的加熱元件之間提供隔熱件。作為一示例，移動遮板可以用作為隔熱件。在加熱和熔化階段期間，該遮板被置於加熱元件和熱交換器之間。為了良好的熱隔離，該遮板是足夠大的，以延伸到坩堝的整個底面的下方。該遮板隨後被移除以開始結晶。於是，應該提供一種用於完全移走遮板以便充分暴露熱交換器的系統。與沒有隔熱件的爐相比，配備有例如上文所述的隔熱件的爐的第一個缺點是其較大的體積。另一個缺點應歸咎於以下的事實，當移走遮板時，坩堝的底部暴露於熱交換器開始於坩堝底部的邊緣。於是熔融矽傾向於從坩堝的一個邊緣開始結晶。為了獲得熔融矽的均勻的結晶，因此必須儘快移走遮板。然而，對於一些應用，逐漸增大坩堝的底部的暴露於熱交換器的表面積是優選的。在配備有如上文所述的類型的隔熱件的爐中，這將會損害熔融矽的結晶質量。因此，需要一種配備有隔熱件的定向的晶體凝固爐，以至少部分地克服配備有上述類型的隔熱件的爐的一些缺點。

發明內容
因此，本發明的實施方式的目的是提供一種配備有減小的體積的隔熱件的定向的晶體凝固爐。本發明的實施方式的另一目的是提供一種配備有隔熱件的定向的晶體凝固爐，該隔熱件能夠在結晶階段期間從坩堝的中心開始增大坩堝的底部的暴露於熱交換器的表面積。本發明的實施方式的另一目的是提供一種配備有隔熱件的定向的晶體凝固爐，該隔熱件能夠在結晶階段期間從坩堝的中心開始增大坩堝的底部的暴露於熱交換器的表面積。本發明的實施方式提供了一種包括坩堝的定向的晶體凝固爐，所述坩堝適用於容納晶體且包括對稱軸線，該爐沿著對稱軸線依次包括坩堝；加熱元件；隔熱件；熱交換器；該隔熱件沿著對稱軸線依次包括兩個第一遮板和兩個第二遮板，第一遮板能夠通過平移運動而遠離或返回朝向彼此和對稱軸線移動，以及第二遮板能夠通過平移運動而遠離或返回朝向彼此和對稱軸線移動，第一遮板和第二遮板的平移方向為垂直的。根據本發明的實施方式，該隔熱件包括支承件，第一遮板和第二遮板均附接到支承件，該支承件能夠在布置於遮板和熱交換器之間的板件上滑動。根據本發明的實施方式，當第一遮板彼此最接近且第二遮板彼此最接近時，各第二遮板至少部分地置於各第一遮板和關聯的支承件之間。根據本發明的實施方式，第一遮板和第二遮板都具有長方形形狀，並且各支承件都包括指向對稱軸線的尖頭部分。 根據本發明的實施方式，第一遮板能夠彼此接觸且第二遮板能夠彼此接觸，以及與第一遮板相關聯的支承件之一的尖頭部分的一側能夠接觸與第二遮板相關聯的支承件之一的尖頭部分的一側。根據本發明的實施方式，各第一遮板通過間隔元件而與關聯的支承件間隔一距離，該距離等於第二遮板之一的厚度。根據本發明的實施方式，對於各第一遮板，間隔元件包括墊片和杆，該墊片連接第一遮板的距離對稱軸線最遠的邊緣和關聯的支承件，該杆連接第一遮板的最靠近對稱軸線的邊緣和關聯的支承件的尖頭部分，而且各第二遮板都包括開口，該開口能夠在遮板彼此最接近時接納杆。根據本發明的實施方式，隔熱件包括驅動系統，該驅動系統能夠使第一遮板和第二遮板一起遠離和返回移動，該熱交換器布置在第一遮板和第二遮板與該驅動系統的至少一部分之間。根據本發明的實施方式，該驅動系統包括驅動部，該驅動部藉助連接杆連接各第一遮板和第二遮板，該連接杆相對於驅動部以及相對於關聯的第一遮板或第二遮板為鉸接連接，該驅動系統還包括能夠使驅動部圍繞對稱軸線旋轉的馬達。根據本發明的實施方式，該爐還包括用於各第一遮板和第二遮板的細長的連接部件，該連接部件緊固到關聯的第一遮板或第二遮板的距離對稱軸線最遠的邊緣，該細長的連接部件定向為沿著平行於對稱軸線的方向，並且該連接杆相對於連接部件以及相對於驅動部為鉸接連接且定向為沿著垂直於對稱軸線的方向。本發明的實施方式還提供一種用於使用上述爐製備晶體材料的錠的方法，該方法包括以下步驟a)將所述材料的晶片引入坩堝；b)利用加熱元件熔化所述材料的晶片，使第一遮板彼此最接近並且使第二遮板彼此最接近；c)通過使第一遮板彼此遠離移動並且使第二遮板彼此遠離移動而利用熱交換器冷卻熔融的材料，以使熔融的材料凝固且形成錠。根據本發明的實施方式，在步驟a)中，除了所述材料的晶片之外，將單晶種引入坩堝，且單晶種的至少一部分在步驟b)中沒有熔化；以及在步驟c)中，熔融材料的凝固開始於單晶種在步驟b)中未熔化的部分。
在以下結合附圖的具體實施方式
的非限制描述中將詳細討論本發明的前述和其它特徵和優勢。


圖1為示意性地示出包括隔熱件的定向的晶體凝固爐的截面圖；圖2和圖3為在隔熱件分別處於打開和關閉位置時的圖1中所示的爐的下部分的透視截面圖；圖4為類似於圖3的視圖，其中，未示出圖3的一些元件；圖5和圖6為在隔熱件分別處於打開和關閉位置時的圖1中所示的爐的下部分的頂視圖；以及圖7和圖8為分別類似於圖5和圖6的視圖，其中，未示出圖5和圖6的一些元件。
具體實施例方式為了清楚起見，在不同的附圖中，用同樣的附圖標記標示同樣的元件。此外，僅僅描述了理解本發明所必需的那些元件。 圖1為示意性地示出定向的晶體凝固爐的截面圖。爐包括殼體1，例如，具有軸線A I (例如，豎直的軸線)的雙層壁的圓柱形殼體。在以下的描述中，參照軸線Al使用形容詞「上」和「下」。截平面對應於含有軸線Al的對稱平面。殼體I的外徑例如為2米。殼體I通常由未示出的流體循環系統來冷卻。殼體I包括上殼體2和下殼體3,上殼體2和下殼體3分別限定爐的上部分4和爐的下部分5。在操作中，爐的上 部分4包括坩堝7，例如，坩堝7由石英製成。坩堝例如具有方形基底，例如，該方形基底的邊長為88cm且高度為42cm。板件9被緊固到坩堝7的側壁和底部。板件9尤其用於增大坩堝7的剛度。支撐坩堝7的底部的板件9自身由支承件11所支撐。板件13覆蓋坩堝7的頂部。板件9、板件13和支承件11由導熱材料製成，例如，由石墨製成。加熱元件15布置在圍繞坩堝7的側壁的板件9的周圍，且加熱元件17布置在覆蓋坩堝7的板件13的上方。隔熱元件19圍繞著由坩堝7、板件9、板件13、加熱元件15、力口熱元件17和支承件11所形成的組件。加熱元件21布置在支承件11的下方且位於爐的下部分5中。加熱元件15、加熱元件17和加熱元件21例如由電阻器製成，這些電阻器例如包括多個加熱條。隔熱元件23被置於爐的下部分5中，並且與隔熱元件19 一起限定圍繞坩堝7且包括在加熱元件21之下的開口 25的內殼。熱交換器27布置在加熱元件21的下方。熱交換器27例如為由流體的循環來冷卻的板件。熱交換器27也可對應於下殼體3的一部分。爐包括布置在加熱元件21和熱交換器27之間的隔熱件29，並且隔熱件29包括兩個上遮板32a和上遮板32b,以及兩個下遮板34c和下遮板34d(在圖1中僅示出遮板34c)。上遮板32a和上遮板32b布置在加熱元件21的下方。下遮板34c和下遮板34d布置在遮板32a和遮板32b的下方。遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d由隔熱材料(例如，石墨氈)製成。遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d布置成垂直於軸線Al。上遮板32a、上遮板32b可以通過沿著垂直於軸線A I的方向、並且被包含在截平面中的平移運動(雙箭頭31)而遠離或返回朝向彼此移動。下遮板34c、下遮板34d可以通過沿著垂直於軸線Al的方向、並且垂直於截平面的平移運動(雙箭頭33)而遠離或返回朝向彼此移動。由導熱材料(例如石墨)製成的板件37覆蓋交換器27。爐還包括適用於將惰性氣體(例如氬氣)注入爐的殼體I中的管道39。 這樣的定向的晶體凝固爐的操作如下。將爐的下部分5與爐的上部分4分離。將含有矽晶片的坩堝7安裝在爐中。然後通過使爐的下部分5返回而與爐的上部分4合為一體而使爐的殼體I重新關閉。為了熔化坩堝7中所含有的矽晶片，利用加熱元件15、加熱元件17和加熱元件21將大於矽熔化溫度(大約1420°C)的溫度(例如，1500°C級別的溫度)應用在坩堝7中。矽的加熱和熔化階段例如可持續大約12小時。在矽的加熱和熔化階段期間，遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d被置於加熱元件21和熱交換器27之間以封閉開口 25。因此降低在坩堝7的加熱期間的熱損失。於是，在以下的描述中，遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d被認為處於關閉位置。一旦矽晶片已經熔化，則關閉加熱元件21。將遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d移到一側以露出開口 25。在以下描述中，遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d於是被認為處於打開位置。通過熱交換器27冷卻坩堝7的底部。矽的結晶階段可持續大約24小時，並且矽的結晶速度例如為每小時數毫米。在整個結晶階段期間，將坩堝7的頂部處的溫度保持在大約1420°C。在以下結合圖2至圖8的描述中，將更具體地描述例如參照圖1所描述的隔熱件的實施方式。圖2和圖3為爐的下部分5的透視截面圖，並且分別對應於遮板的打開和關閉位置。圖4為類似於圖3的視圖，其中未示出圖3的某些部件。沿著爐的含有軸線Al的對稱平面繪製出圖2至圖4的截面圖。在圖3和圖4中示出交換器27，但在圖2中沒有示出交換器27。在圖2和圖3中示出上遮板32a、上遮板32b和下遮板34c。在這些附圖中沒有示出下遮板34d。遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d都是相同的並且例如具有所觀看到的長方形形狀。遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d分別與支承件41a、支承件41b、支承件41c、支承件41d相聯。支承件41a至支承件41d例如由石墨製成。支承件41a至支承件41d可以由與遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d的材料不同的材料製成，例如，由比遮板的材料更堅硬的材料製成。此外，形成支承件41a至支承件41d的材料可以被選擇成具有良好的耐熱性。圖4更具體地示出支承件41a至支承件41c，而沒有示出遮板。支承件41a至支承件41d中的每個都對應於垂直於軸線A I而布置的平面板。支承件41a至支承件41d均包括指向爐的軸線Al的尖頭部分42a至42d，且在頂視圖中，尖頭部分具有等腰三角形的總體形狀。全部的四個支承件41a至支承件41d具有同樣的高度。當遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d處於關閉位置時，尖頭部分42a和尖頭部分42b均與尖頭部分42c和尖頭部分42d相鄰。尖頭部分42a至尖頭部分42d的端部則基本上位於軸線A 1上。上遮板32a和上遮板32b均通過間隔元件與關聯的支承件41a和支承件41b分離。間隔元件包括墊片35a、墊片35b，這些墊片位於遮板32a、遮板32b和關聯的支承件41a、支承件41b之間，且在遮板32a、遮板32b的離軸線A I最遠的邊緣的位置。墊片35a、墊片35b通過未示出的方式附接到上遮板32a、上遮板32b且附接到關聯的支承件41a、支承件41b。墊片35a和墊片35b均具有與遮板34c和遮板34d的厚度基本上相同的厚度。間隔元件還包括用於遮板32a和遮板32b的杆45a和杆45b，杆45a和杆45b具有與軸線A I平行的軸線，且一端附接到遮板32a、遮板32b的靠近軸線A I的邊緣，而另一端附接到關聯的支承件41a、支承件41b的尖頭部分42a、尖頭部分42b。遮板34c、遮板34d均包括兩個開口，開口47c、開口 47d和開口 48c、開口 48d，這些開口具有半圓柱的形狀，並且具有平行於軸線Al的軸線。支承件41a至支承件41d均具有關聯的軌道51a至軌道51d，軌道51a至軌道51d布置在對應的支承件41a至支承件41d的下方，並且附接到覆蓋熱交換器27的板件37。與各個遮板相關聯的支承件41a至支承件41d能夠在相關的軌道51a至軌道51d上滑動。形成支承件41a至支承件41d的材料可以被選擇成易於支承件41a至支承件41d在關聯的軌道51a至軌道51d上滑動。 隔熱件還包括驅動件，該驅動件被定位成大部分位於熱交換器27之下。驅動件包括驅動部53。驅動部53包括位於爐的軸線A I上的對稱中心。驅動部53包括四個臂，臂55a至臂55d，臂55a至臂55d的端部分別藉助連接杆57a至連接杆57d與連接部件59a至連接部件59d而被連接到支承件41a至支承件41d。對於遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d,背襯件50a至背襯件50d附接在關聯的支承件41a至支承件41d的下方,且位於支承件的離爐的軸線A I最遠的端部的位置。遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d以及關聯的支承件41a至支承件41d通過未示出的元件被緊固到背襯件50a至背襯件50d。連接部件59a至連接部件59d均附接到背襯件50a至背襯件50d，且基本上位於背襯件50a至背襯件50d的中部。連接部件59a至連接部件59d都具有沿著與軸線A I平行的方向而定向的圓柱形狀。連接杆57a至連接杆57d均通過鉸接元件58a至鉸接元件58d連接到關聯的連接部件59a至連接部件59d，並且通過鉸接元件56a至鉸接元件56d連接到驅動部53的關聯的臂55a至臂55d的端部。連接杆57a至連接杆57d均被定向為沿著垂直於軸線A I的方向。鉸接元件56a至鉸接元件56d及鉸接元件58a至鉸接元件58d均可以為圍繞平行於軸線A I的軸線的鉸銷連接。直線式引導件61a至引導件61d布置在由驅動部53、連接杆57a至連接杆57d和連接部件59a至連接部件59d形成的組件的下方。引導件61a、引導件61b沿著位於爐的一個對稱平面中的水平軸線定向。引導件61c、引導件61d沿著位於爐的另一個對稱平面中的水平軸線定向。滾珠軸承系統62a至滾珠軸承系統62d被設置在引導件61a至引導件61d上。連接部件59a至連接部件59d的未被緊固到關聯的背襯件50a至背襯件50d的端部被緊固到託架63a至託架63d，託架63a至託架63d能夠在對應的滾珠軸承系統62a至滾珠軸承系統62d上滑動。引導件61a至引導件61d通過墊板66而被支撐在其最靠近軸線Al的端部的位置。驅動部53在其中心部分的位置處被進一步附接到軸65，軸65被裝配成通過未示出的軸承在爐的下殼體3上圍繞軸線A I自由旋轉。馬達67使軸65圍繞軸線A I旋轉。馬達67的軸能夠圍繞與軸線A I平行的軸線A 2旋轉。齒輪69、齒輪71與鏈條68能夠將馬達67的旋轉運動傳輸到軸65。馬達67能夠使軸65連續地或間斷地旋轉。軸65的角位置可以由馬達67的控制信號決定。在不同的附圖中進一步示出適用於接收坩堝7的支承件75。圖5和圖6為爐的下部分5的頂視圖，更具體地示出分別處於打開和關閉位置的隔熱件的四個遮板，遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d。圖7和圖8為對應於圖5和圖6的爐的下部分5的頂視圖，然而其中未示出遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d。結合圖1至圖8所描述的類型的隔熱件的操作如下。在加熱和熔化容納在坩堝7中矽的階段中，隔熱件的遮板處於關閉位置，這對應於圖3、圖4、圖6和圖8。下遮板34c、下遮板34d均被放置成大部分在上遮板32a、上遮板32b和關聯的支承件41a、支承件41b之間。一方面是上遮板32a和上遮板32b，另一方面是下遮板34c和下遮板34d，沿著邊緣彼此接觸。與上遮板32a相關聯的杆45a被分別插入下遮板34c和下遮板34d的開口 47c和開口 47d。與上遮板32b相關聯的杆45b被分別插入下遮板34c和下遮板34d的開口 48c和開口 48d。因此，坩堝7的底部與熱交換器27隔離。為了提供良好的 熱隔離，提供足夠大小的遮板，使得當遮板處於關閉位置時能夠延伸到坩堝底部的整個表面的下方。作為示例，對於具有邊長為90cm的方形基底的坩堝，遮板的長度可以大約為I米，且其寬度可以大約為50cm。一旦加熱和熔化階段結束，則一方面是將上遮板32a和上遮板32b，另一方面是將下遮板34c和下遮板34d逐步且同時地遠離彼此移動。一旦將這些遮板移動到相距最大距離，則隔熱件的遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d處於打開位置,這對應於圖2、圖5和圖7。為了從遮板的關閉位置變化到打開位置，馬達67使驅動部53圍繞軸線A I旋轉四分之一圈。驅動部53的旋轉導致連接杆57a至連接杆57d的移位，這本身會導致託架63a至託架63d的移位。然後，託架63a至託架63d均在關聯的引導件61a至引導件61d上遠離軸線A I滑動。託架63a至託架63d均在平移中藉助連接部件59a至連接部件59d與背襯件50a至背襯件50d驅動遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d與關聯的支承件41a至支承件41d。支承件41a至支承件41d均在關聯的軌道51a至軌道51d上遠離軸線A I滑動。因此,一方面是上遮板32a和上遮板32b,另一方面是下遮板34c和下遮板34d,遠離彼此且遠離軸線A I移動。驅動部53的旋轉運動因此被轉化成遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d的同步平移運動,上遮板32a、上遮板32b與下遮板34c、下遮板34d的平移方向為垂直的。因此，坩堝7的底部的暴露於熱交換器27的表面積從坩堝7的中心開始增大，直到坩堝7的整個底部都暴露於熱交換器27。為了從遮板的打開位置變化到關閉位置，馬達67使驅動部53圍繞軸線Al，在與之前從遮板的關閉位置到打開位置的轉變中所使用的旋轉方向相反的方向上旋轉四分之一圈。驅動部53的旋轉導致連接杆57a至連接杆57d的移位，這本身會導致託架63a至託架63d的移位。然後,託架63a至託架63d均在關聯的引導件61a至引導件61d上朝向軸線A I滑動。託架63a至託架63d均在平移中藉助連接部件59a至連接部件59d和背襯件50a至背襯件50d驅動遮板32a、遮板32b、遮板34c和遮板34d以及關聯的支承件41a至支承件41d。支承件41a至支承件41d均在關聯的軌道51a至軌道51d上朝向軸線Al滑動。因此，一方面是上遮板32a和上遮板32b,另一方面是下遮板34c和下遮板34d,朝向彼此且朝向軸線A I移動，直到它們彼此接觸。例如上文所描述的包括隔熱件的定向凝固爐具有多個優勢。一個優勢為這種爐的減小的體積。面積略大於坩堝的底面積的一半的四個遮板可以同時被移離以完全暴露出熱交換器，同時導致體積比單個的橫向移到一側的遮板所需的體積更小。此外，隔熱件驅動系統本身具有減小的體積。事實上，該驅動系統被定位成大部分位於熱交換器下方。該驅動系統還能夠利用單個馬達集中驅動具有隔熱件的四個遮板。另一個優勢是，在從關閉位置變化到打開位置期間，由於四個遮板的平移運動的同步，因此控制馬達特別簡單，反之，則通過機械部件的組件來進行馬達控制。這種爐的另一個優勢在於可以控制結晶。在結晶階段期間，使隔熱件的四個遮板同時遠離彼此且遠離爐的軸線移動。因此，熔融矽的結晶從坩堝的中心處開始。這能夠改善針對光伏應用的結晶。此外，可以選擇使驅動部53驅動的馬達67的旋轉速度，使得一方面是上遮板32a、遮板32b,另一方面是下遮板34c、下遮板34d,非常慢地遠離彼此滑動。這能夠逐步地增大坩堝的底部的暴露於熱交換器的表面積。因此獲得矽錠的晶體結構的較好的控制。，逐步增大從坩堝的中心開始的坩堝的底部暴露於熱交換器的表面積能夠改善前面結晶的形狀的控制。這種爐尤其適合於製備含有大量單晶的多晶矽錠，即適合於製備類單晶的錠。在這種情況下，將單晶種和矽晶片同時引入坩堝的底部，矽晶片通常為多晶。在單晶種與矽晶片完全熔化之前打開遮板。因此，矽結晶從單晶種開始。逐步增大從坩堝的中心開始的坩堝的底部的暴露於熱交換器的表面積能夠控制類單晶的矽錠的晶體生長。已經描述了本發明的具體實施方式
。本領域的技術人員可以做出各種改動、修改和改進。特別地，儘管在矽晶體的具體示例中描述了定向的晶體凝固爐的操作，但是例如結合圖1至圖8所描述的定向的晶體凝固爐可以用於形成其它類型的晶體。此外，可以使用除電阻器以外的加熱元件，例如，感應式加熱元件。此外，儘管上文描述了包括兩個上遮板和兩個下遮板的隔熱件，但是隔熱件可以包括多個堆疊的遮板。此外，每個遮板可以由處於兩個不同的高度的兩個遮板形成，其中的一個遮板具有比另一個遮板大的行程。這些改動、修改和改進意圖作為本發明的一部分，並且意在本發明的精神和範圍內。因此，上文的描述僅作為示例，而並不意圖作為限制。僅按照以下權利要求及其等同技術中所限定的來限制本發明。
權利要求
1.一種定向的晶體凝固爐，包括具有對稱軸線(A I)的坩堝(7)，所述爐沿著所述對稱軸線依次包括 所述坩堝； 加熱元件(21)； 兩個第一遮板(32a、32b)，所述兩個第一遮板位於第一平面內且能夠通過平移運動而遠離或返回朝向彼此和所述對稱軸線移動； 兩個第二遮板(34c、34d)，所述兩個第二遮板位於第二平面內且能夠通過平移運動而遠離或返回朝向彼此和所述對稱軸線移動，所述第一遮板的平移方向和所述第二遮板的平移方向為垂直的，所述第一遮板和所述第二遮板共同形成隔熱件(29);以及 熱交換器(27)。
2.根據權利要求1所述的爐，其中，所述隔熱件(29)包括支承件(41a至41d)，所述第一遮板和所述第二遮板(32a、32b、34c、34d)均附接到支承件，所述支承件能夠在布置於所述遮板和所述熱交換器(27)之間的板件(37)上滑動。
3.根據權利要求2所述的爐，其中，當所述第一遮板(32a、32b)彼此最接近且所述第ニ遮板(34c、34d)彼此最接近吋，各第二遮板(34c、34d)至少部分地位於各第一遮板(32a、32b)和關聯的所述支承件(41a、41b)之間。
4.根據權利要求2所述的爐，其中，所述第一遮板(32a、32b)和所述第二遮板(34c、34d)都具有長方形形狀，並且每個支承件(41a至41d)都包括指向所述對稱軸線(A I)的尖頭部分(42a至42d)。
5.根據權利要求4所述的爐，其中，所述第一遮板(32a、32b)能夠彼此接觸且所述第ニ遮板(34c、34d)能夠彼此接觸，以及其中，與所述第一遮板相關聯的所述支承件(41a、41b)之一的所述尖頭部分(42a、42b)的一側能夠接觸與所述第二遮板相關聯的所述支承件(41c、41d)之一的所述尖頭部分(42c、42d)的ー側。
6.根據權利要求2所述的爐，其中，各第一遮板(32a、32b)通過間隔元件(35a、35b、45a、45b)而與關聯的所述支承件(41a、41b)間隔ー距離，所述距離等於所述第二遮板(34c、34d)之一的厚度。
7.根據權利要求6所述的爐，其中，對於各所述第一遮板(32a、32b)，所述間隔元件包括墊片(35a、35b)和杆(45a、45b)，所述墊片連接所述第一遮板的距離所述對稱軸線(A I)最遠的邊緣和所述關聯的支承件(41a、41b)，所述杆連接所述第一遮板的最靠近所述對稱軸線的邊緣和所述關聯的支承件的所述尖頭部分(42a、42b)，且其中，各所述第二遮板(34c，34d)都包括開ロ( 47c、47d、48c、48d)，所述開ロ能夠在所述遮板彼此最靠近時接納所述杆。
8.根據權利要求1所述的爐，其中，所述隔熱件(29)包括驅動系統，所述驅動系統能夠使所述第一遮板(32a、32b)和所述第二遮板(34c、34d)—起遠離和返回移動，所述熱交換器(27)布置在所述第一遮板和所述第二遮板與所述驅動系統的至少一部分之間。
9.根據權利要求8所述的爐，其中，所述驅動系統包括驅動部(53)，所述驅動部藉助連接杆(57a至57d)連接至各第一遮板(32a、32b)和第二遮板(34c、34d)，所述連接杆相對於所述驅動部以及相對於關聯的第一遮板或第二遮板為鉸接連接，所述驅動系統還包括馬達(67)，所述馬達能夠使所述驅動部(53)圍繞所述對稱軸線(A I)旋轉。
10.根據權利要求9所述的爐，還包括用於各所述第一遮板(32a、32b)和所述第二遮板(34c、34d)的細長的連接部件(59a至59d)，所述細長的連接部件緊固到關聯的第一遮板或第二遮板的距離所述對稱軸線(△ I)最遠的邊緣，所述細長的連接部件定向為沿著平行於所述對稱軸線的方向，並且所述連接杆(57a至57d)相對於所述連接部件以及相對於所述驅動部(53)為鉸接連接且定向為沿著垂直於所述對稱軸線的方向。
11.一種用於使用根據權利要求1所述的爐製備晶體材料的錠的方法，所述方法包括以下步驟 a)將所述材料的晶片引入坩堝(7)； b)利用加熱元件(21)熔化所述材料的所述晶片，使第一遮板(32a、32b)彼此最接近且使第二遮板(34c、34d)彼此最接近； c)通過使所述第一遮板(32a、32b)和所述第二遮板(34c、34d)遠離彼此移動而利用熱交換器(27)冷卻熔融的所述材料，以使所述熔融的材料凝固且形成錠。
12.根據權利要求11所述的方法，其中 在步驟a)中，除了所述材料的所述晶片之外，將單晶種引入所述坩堝(7)，且所述單晶種的至少一部分在步驟b)中不熔化；以及 在步驟c)中，所述熔融材料的凝固開始於所述單晶種在步驟b)中未熔化的部分。
全文摘要
一種定向的晶體凝固爐，包括具有對稱軸線的坩堝，所述爐沿著所述對稱軸線依次包括所述坩堝；加熱元件；隔熱件；熱交換器；所述隔熱件沿著所述對稱軸線依次包括兩個第一遮板和兩個第二遮板，所述第一遮板能夠通過平移運動而遠離或返回朝向彼此和所述對稱軸線移動，以及所述第二遮板能夠通過平移運動而遠離或返回朝向彼此和所述對稱軸線移動，所述第一遮板和所述第二遮板的平移方向為垂直的。
文檔編號C30B29/06GK103031594SQ201210362459
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月25日 優先權日2011年9月28日
發明者派屈克·安德羅, 菲力浦·雷, 吉勒斯·瑞普林, 菲力浦·雷蒙德 申請人:依西埃姆科技公司