一种提升埚底料纯度及改善单晶成晶品质的吸料装置的制作方法

1.本实用新型属于太阳能光伏、半导体材料制造领域，尤其是涉及一种提升埚底料纯度及改善单晶成晶品质的吸料装置。


背景技术：

2.目前多次取段复投会导致埚内剩料中的金属等杂质聚集，使下一颗次单晶少子寿命大幅降低，影响单晶品质及成晶，致使产量降低明显。且出现少子寿命异常后必然会直接停炉，从而使开炉成本增加，造成减利，为了降低开炉成本使用一种高纯陶瓷内筒结构将埚底料吸出可降低开炉成本。
3.由于高纯陶瓷主要由氧化铝、二氧化硅等其他成分组成，高纯陶瓷加工过程煅烧温度为900℃-1100℃，导致其致密性差未形成晶型转变会导致析晶层加快反应，陶瓷原材料为石英砂，原理分析石英砂在＜1200℃不会发生晶型转变，未形成晶型转变会导致析晶层加快反应。
4.当硅溶体侵蚀陶瓷内部，高温生产过程中熔融后的硅和陶瓷主要材质sio2反应产物为气态sio，当装置内部的气态释放与石墨件反应形成一氧化碳气体，co易溶于硅熔体中，将少量的c杂质和o杂质引入硅中，从而影响成晶及品质。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的问题是提供一种提升埚底料纯度及改善单晶成晶品质的吸料装置，有效的解决在直拉单晶过程中硅溶液对吸料筒的腐蚀，陶瓷杂质与硅液发生反应，硅液与石墨制品反应形成一氧化碳(co)气体，一氧化碳(co)残留于硅液中，硅液回流后会造成二次污染的问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种提升埚底料纯度及改善单晶成晶品质的吸料装置，其特征在于，包括：
7.吸料筒：所述吸料筒上设置有开口；
8.吸料管：所述吸料管通过所述吸料筒开口进入所述吸料筒内部，剩料通过所述吸料管进入所述吸料筒内部；
9.保护涂层：所述保护涂层布置在所述吸料管或/和所述吸料筒上，隔绝所述剩料与所述吸料管或/和所述吸料筒。
10.优选地，所述吸料筒开口设置在所述吸料筒的底部位置，为所述吸料管进入所述吸料筒提供通道。
11.优选地，所述吸料管包括输出部和吸入部，所述吸入部设置在所述吸料筒的底部，向下延伸至距所述吸料筒底部一定距离处；所述输出部设置在所述吸料筒的底部，向上延伸至距所述吸料筒底部一定距离处。
12.优选地，所述吸入部和所述输出部在所述吸料筒底部相连通，所述剩料从所述吸入部吸入至所述吸料管内部，再从所述输出部输出至所述吸料筒内部。
13.优选地，所述保护涂层设置在所述吸入部的内壁和外壁，在所述吸入部伸入所述剩料时，所述保护涂层隔绝所述剩料与所述吸料管。
14.优选地，所述保护涂层设置在所述吸入部的内壁和外壁以及所述输出部的内壁，在所述吸入部伸入所述剩料以及所述剩料被吸入所述吸料管中时，所述保护涂层隔绝所述剩料与所述吸料管。
15.优选地，所述保护涂层设置在所述吸入部的内壁和外壁以及所述输出部的内壁和外壁，在所述吸入部伸入所述剩料、所述剩料被吸入所述吸料管中以及所述剩料通过所述输出部输出至所述吸料筒内时，所述保护涂层隔绝所述剩料与所述吸料管。
16.优选地，所述保护涂层设置在所述吸料筒的内壁，当所述剩料通过所述输出部输出至所述吸料筒内部时，所述保护涂层隔绝所述剩料与所述吸料筒
17.优选地，所述吸料筒和所述吸料管的材质设置为高纯陶瓷材料。
18.优选地，所述保护涂层设置为氮化硅涂料。
19.采用上述技术方案，保护涂层涂覆在吸料管上，在吸料管伸入硅液剩料的时候，隔绝吸料管与硅液剩料，减少硅溶液对陶瓷内筒的腐蚀，涂层氮化硅颗减少陶瓷杂质与硅液发生反应，避免硅液回流后造成二次污染。
20.其中，保护涂层的涂覆位置可以设置在吸入部的内壁和外壁，此时，可以在吸料管伸入硅液剩料的时候隔绝吸料管和硅液；保护涂层的涂覆位置也可以在吸入部的内壁和外壁以及输出部的内壁，在吸入部伸入剩料以及剩料被吸入吸料管中时，可以保护涂层隔绝剩料与吸料管；保护涂层的涂覆位置还可以在吸入部的内壁和外壁以及输出部的内壁和外壁，在吸入部伸入剩料以及剩料被吸入吸料管中时，可以保护涂层隔绝剩料与吸料管。
21.保护涂层选用氮化硅，可有效提升高纯陶瓷硬度，抗冷热冲击性强，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，氮化硅涂层也不会碎裂。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例一种提升埚底料纯度及改善单晶成晶品质的吸料装置结构示意图1
23.图2是本实用新型实施例一种提升埚底料纯度及改善单晶成晶品质的吸料装置结构示意图2
24.图3是本实用新型实施例一种提升埚底料纯度及改善单晶成晶品质的吸料装置结构示意图3
25.图中：
26.1、吸料筒
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2、吸料管
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3、保护涂层
27.4、吸料筒开口
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5、吸入部
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6、输出部
具体实施方式
28.下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明：
29.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.本实用新型的一些可行的实施例中，如图1一种提升埚底料纯度及改善单晶成晶品质的吸料装置结构示意图1所示，一种提升埚底料纯度及改善单晶成晶品质的吸料装置，其特征在于，包括：
31.吸料筒1：吸料筒1上设置有吸料筒开口4；
32.吸料管2：吸料管2通过吸料筒1开口进入吸料筒1内部，剩料通过吸料管2进入吸料筒1内部；
33.保护涂层3：保护涂层3布置在吸料管2或/和吸料筒1上，隔绝剩料与吸料管2或/和吸料筒1。
34.其中，吸料筒1的形状可以为圆柱体、长方体、圆锥体等其它形状，优选为圆柱体，吸料筒1的材料设置为高纯陶瓷材料。
35.在吸料筒1的底部还开设有一吸料筒开口4，吸料筒开口4的形状可以为圆形、矩形、三角形等其它形状，优选为圆形，其形状和大小与吸料管2的横截面需一致，使得吸料管2能够恰好通过吸料筒开口4，在合适的位置吸料管2的外表面与吸料筒开口4的内表面粘接或熔接，使得吸料管2不会掉落下来。
36.吸料管2包括吸入部5和输出部6，吸入部5为吸料管2在吸料筒1底部向下延伸的部分，即外露在吸料筒1的吸料管2部分，输出部6为吸料筒1底部以上的部分，及未外露在吸料筒1的吸料管2部分，其中，当吸料管2安装在吸料筒1上，且吸料管2的吸入部5伸入硅液中时，吸料装置与外界的压差将硅液通过吸入部5吸入吸料管2内部，剩料在吸料管2内向上移动，移动至输出部6远离吸料筒1底部的一端时，剩料从吸料管2中输出至吸料筒1内部。吸料管2的材质设置为高纯陶瓷材料。
37.保护涂层3涂覆在吸料管2或/和吸料筒1上，由于高纯陶瓷主要成分为sio2,二氧化硅在熔融状态下具有高度的化学活泼性，它会与高纯陶瓷发生反应，即sio2 si
→
2sio，且高纯陶瓷受到硅溶体侵蚀表面，影响单晶炉内石英坩埚品质，所以在制备吸料装置时，在吸料管2或/和吸料筒1上涂覆保护涂层3，隔绝剩料硅液与吸料装置的接触，防止二者之间发生反应，污染硅料，使得剩料能够重复使用，减少生产成本。
38.其中，保护涂层3采用氮化硅材料，氮化硅材料能够加快陶瓷内筒向稳定的α-方石英结构转变，提前填充陶瓷的空气缝隙，减少硅溶液对陶瓷的腐蚀，减少陶瓷杂质与硅液发生反应，避免硅液回流后造成二次污染；同时，硅液与氮化硅保护涂层3接触，避免硅液与吸料筒外筒的石墨制品反应形成一氧化碳(co)气体，进而避免一氧化碳(co)易残留与硅液中，最终使硅液的品质大大提升。
39.下面列举几个具体实施例：
40.实施例1：
41.如图1所示，吸料筒1的形状为圆柱体，材料设置为高纯陶瓷材料。
42.在吸料筒1的底部开设有一吸料筒开口4，吸料筒开口4的形状为圆形，其形状和大
小与吸料管2的横截面需一致，使得吸料管2能够恰好通过吸料筒开口4，在合适的位置吸料管2的外表面与吸料筒开口4的内表面粘接或熔接，使得吸料管2不会掉落下来。
43.吸料管2包括吸入部5和输出部6，吸入部5为吸料管2在吸料筒1底部向下延伸的部分，即外露在吸料筒1的吸料管2部分，输出部6为吸料筒1底部以上的部分，及未外露在吸料筒1的吸料管2部分，其中，当吸料管2安装在吸料筒1上，且吸料管2的吸入部5伸入硅液中时，吸料装置与外界的压差将硅液通过吸入部5吸入吸料管2内部，剩料在吸料管2内向上移动，移动至输出部6远离吸料筒1底部的一端时，剩料从吸料管2中输出至吸料筒1内部。吸料管2的材质设置为高纯陶瓷材料。
44.保护涂层3涂覆在吸入部5的内壁和外壁，在吸料管2伸入硅液中时，保护涂层3能够隔绝吸入部5的陶瓷材料与硅液进行接触，进一步降低硅液中石墨(c杂质)制品与硅液反映生成co，从而进一步降低吸料残留硅液中氧含量，从而提升复投后所拉制单晶成晶及品质。
45.实施例2：
46.如图2所示，吸料筒1的形状为圆柱体，材料设置为高纯陶瓷材料。
47.在吸料筒1的底部开设有一吸料筒开口4，吸料筒开口4的形状为矩形，其形状和大小与吸料管2的横截面需一致，使得吸料管2能够恰好通过吸料筒开口4，在合适的位置吸料管2的外表面与吸料筒开口4的内表面粘接或熔接，使得吸料管2不会掉落下来。
48.吸料管2包括吸入部5和输出部6，吸入部5为吸料管2在吸料筒1底部向下延伸的部分，即外露在吸料筒1的吸料管2部分，输出部6为吸料筒1底部以上的部分，及未外露在吸料筒1的吸料管2部分，其中，当吸料管2安装在吸料筒1上，且吸料管2的吸入部5伸入硅液中时，吸料装置与外界的压差将硅液通过吸入部5吸入吸料管2内部，剩料在吸料管2内向上移动，移动至输出部6远离吸料筒1底部的一端时，剩料从吸料管2中输出至吸料筒1内部。吸料管2的材质设置为高纯陶瓷材料。
49.保护涂层3涂覆在吸入部5的内壁和外壁，以及输出部6的内壁，在整体吸料过程中，硅液都不会直接接触陶瓷材料，直至硅液输出至吸料筒1的内部，若硅液出现回流，仅在吸入部5上涂覆保护涂层3是不够的，在输出部6的内壁涂覆保护涂层3，可以减少陶瓷杂质与硅液发生反应，并且避免硅液回流后造成二次污染。同时还能减少高纯陶瓷内其他杂质挥发，造成复投后影响单晶成晶及品质，从而减少杂质引入单晶炉内风险，提高炉台产出，降低开炉成本。
50.实施例3：
51.如图3所示，吸料筒1的形状为圆柱体，材料设置为高纯陶瓷材料。
52.在吸料筒1的底部开设有一吸料筒开口4，吸料筒开口4的形状为圆形，其形状和大小与吸料管2的横截面需一致，使得吸料管2能够恰好通过吸料筒开口4，在合适的位置吸料管2的外表面与吸料筒开口4的内表面粘接或熔接，使得吸料管2不会掉落下来。
53.吸料管2包括吸入部5和输出部6，吸入部5为吸料管2在吸料筒1底部向下延伸的部分，即外露在吸料筒1的吸料管2部分，输出部6为吸料筒1底部以上的部分，及未外露在吸料筒1的吸料管2部分，其中，当吸料管2安装在吸料筒1上，且吸料管2的吸入部5伸入硅液中时，吸料装置与外界的压差将硅液通过吸入部5吸入吸料管2内部，剩料在吸料管2内向上移动，移动至输出部6远离吸料筒1底部的一端时，剩料从吸料管2中输出至吸料筒1内部。吸料
管2的材质设置为高纯陶瓷材料。
54.保护涂层3涂覆在吸入部5的内壁和外壁、输出部6的内壁和外壁，以及吸料筒1的内壁，在伸入硅液中，吸料时以及硅液进入吸料筒1内部后都能隔绝陶瓷材料与硅液进行反应，提高吸料后埚底料的品质，提高硅材料的回收再利用型，进而降低综合成本。
55.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。