本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種多晶硅鑄錠坩堝防護(hù)裝置，包括由豎板兩兩相連合圍而成的護(hù)板及分別設(shè)置在所述護(hù)板上、下端的蓋板和底板，所述蓋板扣合在所述護(hù)板的上端開口處形成用于放置多晶硅鑄錠坩堝的內(nèi)部空間，所述蓋板主要由C/C板和結(jié)合在C/C板下板面的金屬板組成，所述金屬板的熔點(diǎn)大于1800K；所述護(hù)板上部開有出氣孔且所述出氣孔對應(yīng)于所述多晶硅鑄錠坩堝的上方，所述蓋板上開有貫穿C/C板和金屬板的進(jìn)氣孔，通過進(jìn)氣孔與出氣孔對所述內(nèi)部空間進(jìn)行換氣通風(fēng)，改善鑄錠過程的氣體循環(huán)以純化多晶硅熔化和再生長的環(huán)境。可大幅度減少多晶硅中C、O等雜質(zhì)的含量，提高了硅料的利用率和切片得率，硅片的電池轉(zhuǎn)換效率可提高0.2%以上。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及晶體硅太陽能光電利用
，具體涉及一種多晶硅鑄錠坩堝防護(hù)>J-U ρ α裝直。
技術(shù)介紹
太陽能光伏行業(yè)所使用的多晶硅的各種制備方法中，由于定向凝固法產(chǎn)出的硅錠單爐重量大、平均能耗低而使其得到廣泛地應(yīng)用。但是，在利用定向凝固法進(jìn)行多晶硅鑄造時，通常會遇到以下兩個問題一是，由于坩堝本身的質(zhì)量問題，或者裝料過程對坩堝存在磕碰等異常，可能會引起坩堝發(fā)生破裂，發(fā)生硅液溢流的事故，給生產(chǎn)帶來損失；二是，在進(jìn)行多晶硅鑄錠時，大多數(shù)廠家均使用坩堝護(hù)板，而沒有使用蓋板，或者采用普通的C/C板作為蓋板，這種方式會造成鑄錠爐中的C/C絕熱材料和C/C板中的雜質(zhì)進(jìn)入硅熔體中，影響多晶娃的質(zhì)量。為了解決第一個問題，目前坩堝生產(chǎn)廠商和使用廠家都在坩堝檢測上加大力度， 如通過顯影液，多道檢測等手段對坩堝進(jìn)行檢測，但是，檢測方式并不能完全控制出廠坩堝的質(zhì)量。如在后續(xù)運(yùn)輸和操作中，坩堝也可能發(fā)生磕碰和損傷等異常，導(dǎo)致在鑄錠過程中出現(xiàn)硅液溢流的事故。傳統(tǒng)的多晶硅鑄錠方法，一般是在石英坩堝四周放置四塊石墨護(hù)板，利用螺母固定拼接，一旦發(fā)生溢流時，整個護(hù)板會完全損壞，損失巨大。中國技術(shù)授權(quán)專利(專利號201120265418. 7)公開了一種坩堝護(hù)板改良裝置，該坩堝護(hù)板改良裝置能及時反應(yīng)鑄錠工藝中發(fā)生溢流的信息，可以減少溢流事故所產(chǎn)生的危害和損失。但是，從結(jié)構(gòu)來看，該裝置與傳統(tǒng)的護(hù)板沒有本質(zhì)的區(qū)別，對溢流的防范和溢流造成的損失都不能起到明顯地改善作用。提高多晶硅片的質(zhì)量是各硅片生產(chǎn)廠商孜孜追求的目標(biāo)，常用的方法是通過減少多晶硅中雜質(zhì)的含量來提高電池的轉(zhuǎn)換效率。正如第二個問題所述，在多晶硅鑄錠過程中， 絕緣材料、石墨護(hù)板和C/C板中的雜質(zhì)，特別是C，會大量進(jìn)入多晶硅中，對多晶硅的質(zhì)量造成了極大地影響。為了解決該問題，一般采用提高保溫材料材質(zhì)的方法，使用純度高、材質(zhì)實的C/C材料，該方法對多晶硅中雜質(zhì)的控制有一定效果，但是無可避免地增加了生產(chǎn)成本。因此，尋找應(yīng)用范圍更廣的坩堝護(hù)板和蓋板對整個多晶硅鑄錠領(lǐng)域具有較大的意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可以改善鑄錠運(yùn)行過程中的氣體循環(huán)、純化多晶娃生長環(huán)境、大幅度減少多晶娃中雜質(zhì)含量、提聞娃料利用率和切片得率、提聞電池轉(zhuǎn)換效率、使用方便且可適用于大規(guī)模生產(chǎn)的多晶硅鑄錠坩堝防護(hù)裝置。本專利技術(shù)的目的通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn)一種多晶硅鑄錠坩堝防護(hù)裝置，包括由豎板兩兩相連合圍而成的護(hù)板及分別設(shè)置在所述護(hù)板上、下端的蓋板和底板，所述蓋板扣合在所述護(hù)板的上端開口處形成用于放置多晶硅鑄錠坩堝的內(nèi)部空間，其特征在于所述蓋板主要由C/C板和結(jié)合在C/C板下板面的金屬板組成，所述金屬板的熔點(diǎn)大于1800K ； 所述護(hù)板上部開有出氣孔且所述出氣孔對應(yīng)于所述多晶硅鑄錠坩堝的上方，所述蓋板上開有貫穿C/C板和金屬板而用于向所述內(nèi)部空間中輸送保護(hù)氣體的進(jìn)氣孔，通過進(jìn)氣孔與出氣孔對所述內(nèi)部空間進(jìn)行換氣通風(fēng)，改善鑄錠過程的氣體循環(huán)以純化多晶硅熔化和再生長的環(huán)境。本專利技術(shù)的蓋板扣合在護(hù)板上，與護(hù)板上的出氣孔、蓋板上的進(jìn)氣孔相配合，可以改善鑄錠運(yùn)行過程中的氣體循環(huán)，純化多晶硅生長環(huán)境，大幅度減少多晶硅中C、O等雜質(zhì)的含量，為鑄錠爐中多晶硅的熔化和再生長提供更純凈的環(huán)境和更流暢的通氣系統(tǒng)；本專利技術(shù)可使多晶娃中雜質(zhì)含量大幅度減少，提聞了娃料的利用率和切片得率，致使娃片的電池轉(zhuǎn)換效率可提高O. 2%以上；本專利技術(shù)制作方法簡單、使用方便，可適用于大規(guī)模生產(chǎn)。作為本專利技術(shù)的一種優(yōu)選方式，所述出氣孔均勻分布在所述護(hù)板的圓周，所述出氣孔為圓形孔，其圓心位于所述護(hù)板上端邊沿下方20-80mm處，所述出氣孔在每個豎板上設(shè)有6-16個，所述出氣孔的直徑范圍是10-36mm ;所述進(jìn)氣孔位于所述蓋板的中心部位，所述進(jìn)氣孔為圓形孔，所述進(jìn)氣孔的直徑范圍為60-120mm。在實現(xiàn)上述目的的基礎(chǔ)之上，本專利技術(shù)護(hù)板的高度可調(diào)，使用方式靈活多變，能滿足不同坩堝高度及裝料量的需求；可以更好地和坩堝發(fā)生良性接觸，減少坩堝在鑄錠過程中由于熱收縮性不良導(dǎo)致的溢流、降低護(hù)板損壞帶來的損失，為了實現(xiàn)該目的，本專利技術(shù)所述護(hù)板由數(shù)層護(hù)板組件疊加而成，每層護(hù)板組件由數(shù)個板體合圍組成，即所述豎板由所述板體疊加而成，所述護(hù)板中各豎板的高度相同；所述出氣孔位于最上層護(hù)板組件的板體上，至少在最下層護(hù)板組件的板體下邊沿設(shè)有溢流孔。本專利技術(shù)在實際使用過程中，可以根據(jù)不同坩堝高度和裝料量的要求，計算所需護(hù)板的總高度，從而確定需要幾層護(hù)板組件。為了保證良好的鑄錠環(huán)境和通氣系統(tǒng)，多層護(hù)板組件疊加使用時，其長寬尺寸最好相同，厚度最好一致，以便各層護(hù)板組件可以直接自然疊加在一起。多層護(hù)板組件構(gòu)成的護(hù)板可以更好地和坩堝發(fā)生良性接觸，減少坩堝在鑄錠過程中由于熱收縮性不良導(dǎo)致的溢流；如果鑄錠過程中出現(xiàn)硅液溢流，最下層護(hù)板組件的損壞并不會延伸至其上一層護(hù)板組件，從而可很大程度地降低護(hù)板損壞帶來的損失。因此，本專利技術(shù)對多晶硅鑄錠過程發(fā)生的硅液溢流起到預(yù)防作用。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述溢流孔位于各層護(hù)板組件之間的疊加部位。優(yōu)選地，每層護(hù)板組件中板體的下邊沿上設(shè)有兩個溢流孔。優(yōu)選地，所述護(hù)板組件為2-4層，可以使護(hù)板裝配過程更容易操作。作為本專利技術(shù)的一種實施方式，所述數(shù)層護(hù)板組件中相鄰兩層護(hù)板組件的板體高度不相同，較高板體相對于本護(hù)板組件中的其它板體高出的部分為高出部分，其中一層護(hù)板組件中對應(yīng)于另一層護(hù)板組件中較高板體的位置為空隙，所述較高板體的高出部分適配插合在該空隙中以使兩層護(hù)板組件組裝后的板體高度相同。優(yōu)選地，所述護(hù)板組件為兩層，所述護(hù)板由上層護(hù)板組件疊加在下層護(hù)板組件上構(gòu)成，所述下層護(hù)板組件即為所述最下層護(hù)板組件，而所述上層護(hù)板組件即為所述最上層護(hù)板組件；上、下層護(hù)板組件的板體均是平板且為I 6個。優(yōu)選地，每層護(hù)板組件中板體的數(shù)量均為四個，每層護(hù)板組件中板體的高度相同；4所述最上層護(hù)板組件的高度為100-560mm。可使該護(hù)板組件能夠單獨(dú)使用，還可以滿足不同出氣孔大小和位置差異化的需要。優(yōu)選地，所述金屬板與所述C/C板的大小相同。可使二者共同扣合在護(hù)板組件上， 以使護(hù)板組件起到良好的支撐作用。所述最上層護(hù)板組件的上端設(shè)有定位銷以限位所述金屬板與所述C/C板。優(yōu)選地，所述金屬板的厚度范圍是O. 1_5_，所述金屬板采用鑰或者鎳制成；所述護(hù)板組件與所述C/C板均采用石墨等耐高溫、導(dǎo)熱性好的材料制成。優(yōu)選地，所述金屬板與所述C/C板之間采用螺紋連接，即在所述金屬板與所述C/C 板上對應(yīng)開孔，通過石墨螺釘穿過開孔后由石墨螺母固定。可以防止金屬板在高溫下發(fā)生形變而導(dǎo)致?lián)p壞。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下顯著的效果⑴本專利技術(shù)的蓋板扣合在護(hù)板上，與護(hù)板上的出氣孔、蓋板上的進(jìn)氣孔相配合，可以改善鑄錠運(yùn)行過程中的氣體循環(huán)，純化多晶硅生長環(huán)境，大幅度減少多晶硅中C、O等雜質(zhì)的含量，從而減少了多晶硅中碳化硅的沉淀和團(tuán)聚，為鑄錠爐中多晶硅的熔化和再生長提供更純凈的環(huán)境和更流暢的通氣系統(tǒng)，提高了硅料的利用率和切片得率。⑵本專利技術(shù)可通過改變坩堝護(hù)板組件的使用方式，來滿足不同坩堝高度和裝料量的要求，在實際使用過程中，可以根據(jù)不同坩堝高度和裝料量的要求，計算所需護(hù)板組件的總高度，從而確定需要幾層護(hù)板組件。⑶多本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多晶硅鑄錠坩堝防護(hù)裝置，包括由豎板兩兩相連合圍而成的護(hù)板及分別設(shè)置在所述護(hù)板上、下端的蓋板和底板，所述蓋板扣合在所述護(hù)板的上端開口處形成用于放置多晶硅鑄錠坩堝的內(nèi)部空間，其特征在于：所述蓋板主要由C/C板和結(jié)合在C/C板下板面的金屬板組成，所述金屬板的熔點(diǎn)大于1800K；所述護(hù)板上部開有出氣孔且所述出氣孔對應(yīng)于所述多晶硅鑄錠坩堝的上方，所述蓋板上開有貫穿C/C板和金屬板而用于向所述內(nèi)部空間中輸送保護(hù)氣體的進(jìn)氣孔，通過進(jìn)氣孔與出氣孔對所述內(nèi)部空間進(jìn)行換氣通風(fēng)，改善鑄錠過程的氣體循環(huán)以純化多晶硅熔化和再生長的環(huán)境。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種多晶硅鑄錠坩堝防護(hù)裝置，包括由豎板兩兩相連合圍而成的護(hù)板及分別設(shè)置在所述護(hù)板上、下端的蓋板和底板，所述蓋板扣合在所述護(hù)板的上端開口處形成用于放置多晶硅鑄錠坩堝的內(nèi)部空間，其特征在于所述蓋板主要由C/C板和結(jié)合在C/C板下板面的金屬板組成，所述金屬板的熔點(diǎn)大于1800K ;所述護(hù)板上部開有出氣孔且所述出氣孔對應(yīng)于所述多晶硅鑄錠坩堝的上方，所述蓋板上開有貫穿C/C板和金屬板而用于向所述內(nèi)部空間中輸送保護(hù)氣體的進(jìn)氣孔，通過進(jìn)氣孔與出氣孔對所述內(nèi)部空間進(jìn)行換氣通風(fēng)，改善鑄錠過程的氣體循環(huán)以純化多晶硅熔化和再生長的環(huán)境。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多晶硅鑄錠坩堝防護(hù)裝置，其特征在于所述出氣孔均勻分布在所述護(hù)板的圓周，所述出氣孔為圓形孔，其圓心位于所述護(hù)板上端邊沿下方20-80mm處，所述出氣孔在每個豎板上設(shè)有6-16個，所述出氣孔的直徑范圍是10-36mm ;所述進(jìn)氣孔位于所述蓋板的中心部位，所述進(jìn)氣孔為圓形孔，所述進(jìn)氣孔的直徑范圍為60-120mm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅鑄錠坩堝防護(hù)裝置，其特征在于所述護(hù)板由數(shù)層護(hù)板組件疊加而成,每層護(hù)板組件由數(shù)個板體合圍組成，即所述豎板由所述板體疊加而成,所述護(hù)板中各豎板的高度相同；所述出氣孔位于最上層護(hù)板組件的板體上，至少在最下層護(hù)板組件的板體下邊沿設(shè)有溢流孔。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多晶硅鑄錠坩堝防護(hù)裝置，其特征在于所述溢流孔位于各層護(hù)板組件之間的疊加部位。5.根據(jù)權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃新明，明亮，鐘根香，
申請(專利權(quán))人：東海晶澳太陽能科技有限公司，南京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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