W branży fotowoltaicznej jakość krzemu monokrystalicznego jest bezpośrednio związana z jakością krzemu monokrystalicznego. W odpowiednim polu termicznym można uzyskać-wysokiej jakości monokryształy. Dlatego stworzenie dobrych warunków pola termicznego jest bardzo ważnym czynnikiem w procesie monokrystalicznym Czochralskiego. Grafit jest nośnikiem wzrostu monokryształów. Grafit o wysokiej-czystości i części do obróbki grafitu prasowanego izostatycznie są stosowane głównie w piecach wzrostowych monokrystalicznych grafitu Czochralskiego.
W zależności od potrzeb aktualnej sytuacji, wielkość pola termicznego jest dzielona w zależności od średnicy tygla kwarcowego. Obecnie pola cieplne w naszym kraju wahają się od φ12" do φ28", a ogólnie rzecz biorąc, przeważają pola termiczne od φ18" do φ22".
Wspomniany tutaj system cieplny pieca monokrystalicznego to-tak zwane pole termiczne. Pole termiczne zazwyczaj obejmuje pierścień dociskowy, pokrywę izolacyjną, górną, środkową i dolną pokrywę izolacyjną, tygiel grafitowy (z trzema-klapkami), pręt nośny tygla, tacę tygla, elektrodę, grzejnik, rurkę prowadzącą i śrubę grafitową. Aby zapobiec wyciekom krzemu w przyszłości, na dnie pieca, metalowych elektrodach i prętach wsporczych instaluje się płyty i tuleje ochronne.
1. Grzejnik
Grzejnik jest bardzo ważnym elementem pola cieplnego. Jest to bezpośredni element grzejny. Gdy temperatura jest wysoka, może osiągnąć ponad 1600 stopni. Typowe grzejniki mają trzy kształty: cylinder, kubek i spirala. Ogólnie rzecz biorąc, grzejniki są wytwarzane z grafitu-o wysokiej czystości.
2. Elektroda grafitowa
Elektrody grafitowe utrzymują grzejnik na miejscu i dostarczają prąd przez grzejnik. Dlatego elektroda musi być gruba, mocna i trwała, a powierzchnia musi być gładka i stabilna, aby zapewnić dobrą powierzchnię styku i nie iskrzyć podczas zasilania. Elektroda grafitowa jest również przetwarzana przy użyciu grafitu-o wysokiej czystości.
3. Tygiel grafitowy, grafitowy pręt nośny, taca grafitowa
Pręt nośny tygla, tygiel i taca razem tworzą korpus nośny tygla grafitowego, który musi być mocno połączony z dolnym wałem i mieć dobrą neutralność. Kiedy dolny wał się obraca, szczelina między prętem nośnym a tacą jest mniejsza lub równa 0,5 mm. Wysokość grafitowego korpusu nośnego można regulować.
4. Osłona izolacyjna
Osłona termoizolacyjna dzieli się na osłonę termoizolacyjną górną, środkową i dolną. Pokrywa termoizolacyjna wykonana jest z grafitowego filcu węglowego owiniętego wokół cylindra izolacyjnego. Liczba warstw filcu grafitowego zależy od sytuacji. Dolna pokrywa izolacyjna tworzy dolny system izolacji. Jego funkcją jest wzmocnienie izolacji dna garnka, podniesienie temperatury dna garnka i zmniejszenie strat ciepła.
5. Osłona izolacyjna i rurka prowadząca
Osłona termoizolacyjna składa się z górnej pokrywy termoizolacyjnej, termoizolacyjnego filcu węglowego i dolnej pokrywy termoizolacyjnej, to znaczy warstwy grafitowego filcu węglowego umieszczonej pomiędzy dwiema warstwami grafitu pierścieniowego. Rura prowadząca służy głównie do kontrolowania gradientu temperatury pola termicznego i kierowania przepływem argonu w przyszłości.
6. Pierścień dociskowy
Grafitowy pierścień dociskowy jest okrągłym pierścieniowym elementem grafitowym złożonym z kilku łuków. Umieszcza się go na styku pokrywy ze ścianą paleniska, aby zapobiec przedostawaniu się ciepła i gazów przez szczelinę pomiędzy kominkiem a pokrywą.