一種磁極間距可調式單晶爐電磁場裝置的製作方法
2023-06-24 06:33:36
專利名稱：一種磁極間距可調式單晶爐電磁場裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種單晶爐配套使用的電磁場裝置，屬於太陽能電池半導體製造 的技術領域。
背景技術：
太陽能作為一種開發潛力巨大的可再生能源，日益受到世界各國的高度關注。在 太陽能級單晶矽的生長過程中，盛放於石英坩堝(材質為高純度Si02)中的高純矽料經加 熱後，在大於1420°c的高溫下熔化成液體並強烈對流，對石英坩堝壁產生劇烈衝刷，使得石 英坩堝中的氧元素進入矽液，並最終以間隙氧的形式存在於單晶矽片以及單晶矽太陽能電 池中。太陽能電池在使用過程中，由石英坩堝引入的氧會導致電池效率的衰減。這一問題 引起人們足夠的重視，已成為廣大單晶矽生產廠家所面臨的重要問題。目前針對太陽能電池效率衰減的問題主要方法之一就是對現有單晶爐加磁場裝 置，來拉晶減少氧含量。國際上一些發達國家，擁有直拉單晶爐磁場技術，用於大直徑半導 體級單晶矽生產，但其設備往往結構龐大複雜、價格昂貴，不適合在國內廣泛加以應用。在 中國專利公報中也找到相關的磁場專利技術，它們涉及到的一種電磁場裝置，但此磁場裝 置存在以下問題①重量重，有8-10噸不適合在現有太陽能級單晶矽磁場直拉(MCZ)上加 以應用。②極間距固定，很難適應不同爐型尺寸的變化要求。在這樣的情況下我們提出一 種磁極間距可調式單晶爐電磁場裝置，此磁場裝置結構簡單、抑制矽溶液熱對流效果明顯， 控制了單晶矽中的氧濃度，提高了矽片的性能。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術存在的不足，提供一種磁極間距可調式單晶 爐電磁場裝置。此裝置整體重量輕(< 5噸)，可以實現快速安裝，無需改變現有單晶爐基 礎；極間距可調，適應廣，可以大大降低單晶矽生產廠家引入磁場技術升級的成本，有效提 高太陽能矽片的性能。本實用新型的目的是通過如下技術方案來完成的，它主要由調節板、軛板、連接 板、磁極構成，所述的軛板有兩塊，並分別安裝在左右布置的、帶有調節孔的調節板上，所述 的軛板上各自固定安裝有相對布置的左右兩個磁極；所述的左右兩軛板通過各自固定安裝 著的調節板以及橫置於所述調節板之間的連接板而連接在一起並構成一個完整的磁系迴路。所述的磁極由線圈、鐵芯、磁極頭、安全罩構成；所述的線圈內安裝有鐵芯，外面裝 有安全罩；所述的左右兩磁極頭成階梯圓弧形並分別固定安裝在所述的鐵芯上，布置成正 對面安裝形成一水平橫向磁場。所述的調節板上設置有由四個腰形孔組成的調節孔，所述的軛板通過所述的調節 孔可左右適量移動且可調節地固定連接在所述的調節板上，在所述的調節板還配置有對軛 板進行連接固定用的螺栓。[0008]本實用新型所述的整個電磁場裝置工作的時，通過主電路和控制電路來控制線圈 磁場的大小。線圈直接使用現有單晶爐上的冷卻水冷卻，無需在外加冷卻系統，結構簡單。所述的磁極頭其加工成階梯圓弧形，更加貼近單晶爐，減少外圍的漏磁。兩磁極對 稱且極性相反，構成水平橫向磁場，中心磁場強度可達1200GS對抑制矽熔體的熱對流有明 顯的效果。本實用新型通過電磁場裝置有效的抑制矽熔體熱對流，降低單晶矽中的氧濃度， 提高太陽能矽片的性能；磁極間距可調電磁場裝置，可以適應現有多種單晶爐結構；此電 磁場裝置採用臥式結構，整體重量輕，直接在二層樓面實現快速安裝，無需改變現有單晶爐 基礎，可以大大降低單晶矽生產廠家引入磁場技術升級的成本。
圖1是本實用新型主視結構示意圖。圖2是本實用新型俯視結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型做詳細的介紹圖1、2所示，本實用新型主要由調 節板1、安全罩2、線圈3、鐵芯4、軛板5、連接板6、磁極頭7、調節孔8、磁極9等構成，所述 的軛板5有兩塊，分別固定安裝有左右兩磁極9 ；所述的左右兩軛板5通過兩調節板1和連 接板6連接，構成一個完整的磁系迴路。所述的磁極9由線圈3、鐵芯4、磁極頭7、安全罩2構成。所述的線圈3裡面裝有 鐵芯4，外面裝有安全罩2。所述的左右磁極頭7都安裝固定在鐵芯4上，且可以上下調節移 動工作位置，磁極頭7正對面安裝，磁極通電工作的時候相對並相吸，構成水平橫向磁場。所述的軛板5安裝在調節板1上，在所述調節板1上設有可以移動調節距離的調 節孔8，實現左右軛板、磁極中心距的適量可調。調節孔8是有四個腰形孔組成，可以左右適 量移動調節軛板並且通過螺栓來連接固定，使軛板和連接板緊密貼合在一起保證整個磁場 的迴路。調節板適量可調，實現左右軛板、磁極中心距的適量可調，可以使電磁場裝置適應 現有多種單晶爐結構。所述的整個電磁場裝置工作時，通過主電路和控制電路來控制線圈磁場的大小 (通過調整線圈電流來改變磁場的大小)。線圈直接使用現有單晶爐上的冷卻水冷卻，無需 在外加冷卻系統，結構簡單、成本低廉。所述的磁極頭7被加工成階梯圓弧形，更加貼近單晶爐，減少外圍的漏磁。兩磁極 對稱且極性相反，構成水平橫向磁場，中心磁場強度可達1200GS對抑制矽熔體的熱對流有 明顯的效果。
權利要求一種磁極間距可調式單晶爐電磁場裝置，它主要由調節板(1)、軛板(5)、連接板(6)、磁極(9)構成，其特徵在於所述的軛板(5)有兩塊，並分別安裝在左右布置的、帶有調節孔(8)的調節板(1)上，所述的軛板(5)上各自固定安裝有相對布置的左右兩個磁極(9)；所述的左右兩軛板(5)通過各自固定安裝著的調節板(1)以及橫置於所述調節板之間的連接板(6)而連接在一起並構成一個完整的磁系迴路。
2.根據權利要求1所述的磁極間距可調式單晶爐電磁場裝置，其特徵在於所述的磁極 (9)由線圈(3)、鐵芯⑷、磁極頭(7)、安全罩⑵構成；所述的線圈(3)內安裝有鐵芯⑷， 外面安裝有安全罩(2)；所述左右兩磁極頭(7)分別固定安裝在所述的鐵芯(4)上，並正對 面安裝構成水平橫向磁場。
3.根據權利要求1所述的磁極間距可調式單晶爐電磁場裝置，其特徵在於所述的調節 板(1)上設置有由四個腰形孔組成的調節孔(8)，所述的軛板(5)通過所述的調節孔(8)可 左右適量移動且可調節地固定連接在所述的調節板(1)上，在所述的調節板(1)還配置有 對軛板(5)進行連接固定用的螺栓。
專利摘要一種磁極間距可調式單晶爐電磁場裝置，它主要由調節板、軛板、連接板、磁極構成，所述的軛板有兩塊，並分別安裝在左右布置的、帶有調節孔的調節板上，所述的軛板上各自固定安裝有相對布置的左右兩個磁極；所述的左右兩軛板通過各自固定安裝著的調節板以及橫置於所述調節板之間的連接板而連接在一起並構成一個完整的磁系迴路；所述的磁極由線圈、鐵芯、磁極頭、安全罩構成；所述的線圈內安裝有鐵芯，外面裝有安全罩；所述的左右兩磁極頭成階梯圓弧形並分別固定安裝在所述的鐵芯上，布置成正對面安裝形成一水平橫向磁場；它能有效地抑制矽熔體熱對流，降低單晶矽中的氧濃度，提高太陽能矽片的性能；磁極間距可調電磁場裝置，可以適應現有多種單晶爐結構；它整體重量輕，能實現快速安裝，降低成本。
文檔編號C30B30/04GK201598345SQ20092029485
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月24日 優先權日2009年12月24日
發明者馬恩高 申請人:馬恩高