一种卡接式硅芯组件制造技术

本发明专利技术公开了一种卡接式硅芯组件，其包括竖直方向平行间隔设置的两根竖直硅芯和一根水平方向设置的硅芯横梁，所述硅芯横梁搭接于所述两根竖直硅芯的顶端之间，整体形成倒“U”型结构，所述硅芯横梁采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“十”字型结构，所述竖直硅芯包括分体结构的两根硅芯单体，所述硅芯单体采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“∟”型结构，且所述硅芯横梁上位于底部的侧边上间隔开设有两个卡槽，两根硅芯单体的折弯处卡入卡槽内将竖直硅芯和硅芯横梁连接。上述卡接式硅芯组件强度高，装炉方便，不易折断，倒炉几率小。卡接而成的整体的硅芯组件重量轻，表面积大，加工难度小和成本低。

A clip on silicon core assembly

The invention discloses a clamped silicon core assembly, which comprises two vertical silicon cores arranged at parallel intervals in vertical direction and a silicon core crossbeam arranged in horizontal direction. The silicon core crossbeam is overlapped between the top of the two vertical silicon cores and forms an inverted U-shaped structure as a whole. The silicon core crossbeam adopts an integral silicon material. The vertical silicon core consists of two silicon core monomers with a split structure. The silicon core monomer is cut by a whole silicon material and its cross section is a type structure. The silicon core cross-beam is provided with two slots at the side at the bottom and two silicon cores are separated by two slots. The bending point of the monomer is clamped into the card slot to connect the vertical silicon core and the silicon core cross beam. The card connected silicon core module has high strength, convenient furnace installation, and is not easy to break, and the probability of pouring furnace is small. The integrated silicon core assembly is made of light weight, large surface area, low processing difficulty and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种卡接式硅芯组件
本专利技术属于多晶硅原料加工技术，尤其是涉及一种卡接式硅芯组件。
技术介绍
由于光伏行业的快速发展，高纯多晶硅原料的需求增长迅猛，目前国内外生产多晶硅原料的工艺大部分都是三氯氢硅氢还原法,即改良西门子法,改良西门子法或其他类似方法生产大直径多晶硅的主要设备是多晶硅还原炉，首先在多晶硅还原炉内将三根圆形或方形的硅芯搭接成倒U型，在细长的硅芯上通上电源，使硅芯加热发红，直至表面温度达到1050-1100摄氏度，通入高纯的三氯氢硅和氢气，使其在高温下发生氢还原反应，使三氯氢硅中的硅分子堆积在硅芯上，使其的直径不断地增大，通常，硅芯的直径在7-15毫米，可以是圆形也可以是方型，或是其他形状，最终通过氢还原反应使直径不断地增大到120-200毫米，生产出高纯太阳能级6N或电子级11N的多晶硅原料棒，破碎后再利用CZ直拉单晶炉拉制成单晶棒，或使用多晶硅铸锭炉铸成多晶硅硅锭。现硅芯的制备方法有二种，传统的方法是用CZ法(区熔提拉法)，生产效率低，电力消耗大，设备投资大。另一种是用金刚石工具切割法，采用使用金刚石线锯的数控多晶硅硅芯多线切割机床或类似设备，用于硅芯的制备。通过利用电镀上金刚石微粒的细钢丝线在被加工工件上高速地往复运动或单向移动，将直径100-300mm硅棒压在该机床用金刚石线交叉组成的方形线网上，从而将该硅棒切割成细长的方形硅芯，电力消耗小，加工效率高。通常将这种用于多晶硅CVD多晶硅还原炉的倒U型搭接的硅芯组合体称作为“硅芯组件”。现有技术在搭接硅芯组件时，通常使用直径为8-10mm的圆形硅芯，或者使用7*7～15*15mm的方形硅芯。在CVD还原反应过程中，反应生成的硅材料不断沉积在硅芯表面，硅芯的表面积会越来越大，反应气体对硅芯表面的碰撞机会和数量也会随之增大。当单位面积的沉积速率不变时，硅芯表面积越大，单位时间生产的多晶硅重量也越多。所以，为提高多晶硅单位时间的产量，提高初始硅芯组件的表面积，不但可以提高多晶硅的产量，同时，由于反应时间的缩短，其生产成本也可以大幅降低。但采用通常使用的实心圆形硅芯或者方形硅芯，大直径圆形或者方形硅芯的应用，虽然可以显著降低多晶硅的生产成本，但硅芯的生产成本很高，而且由于硅芯的重量加大，硅芯的重量的加大，造成硅芯重量在多晶硅产品中的重量占比越来越大，严重影响硅材料的纯度。所以，各个国家的技术人员多在致力于研发表面积大，而且重量轻的多晶硅硅芯，但是现有技术中的硅芯组件普遍存在加工难度大和成本高的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种卡接式硅芯组件，以解决现有技术中硅芯组件存在的加工难度大和成本高的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种卡接式硅芯组件，其包括竖直方向平行间隔设置的两根竖直硅芯和一根水平方向设置的硅芯横梁，所述硅芯横梁搭接于所述两根竖直硅芯的顶端之间，整体形成倒“U”型结构，其中，所述硅芯横梁采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“十”字型结构，包括互相垂直的四条侧边，所述竖直硅芯包括分体结构的两根硅芯单体，所述硅芯单体采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“∟”型结构，包括互相垂直的两条侧边，且所述硅芯横梁上位于底部的侧边上间隔开设有两个卡槽，两根硅芯单体的折弯处卡入卡槽内将竖直硅芯和硅芯横梁连接。特别地，所述两个卡槽以该侧边的中心为对称点对称排布。特别地，所述两个卡槽的侧壁均为配合硅芯单体两个侧边的垂直折弯处设置的直角结构。特别地，所述两根硅芯单体的折弯处的外直角对齐贴紧设置，形成整体呈“十”字型的结构，配合每根竖直硅芯的底端于还原炉电极上设置有四个石墨卡瓣、一个石墨内螺纹锥套和一个石墨外螺纹锥套，四个石墨卡瓣位于所述石墨内螺纹锥套内，两根硅芯单体对齐且其底端插入四个石墨卡瓣内将石墨外螺纹锥套拧紧于石墨内螺纹锥套内锁紧竖直硅芯的底端。特别地，所述石墨卡瓣的内侧包括两个互相垂直的竖直面，外侧面为上小下大的锥形面，所述竖直硅芯相邻的两个侧边与两个竖直面贴合对石墨卡瓣进行限位。特别地，所述四个石墨卡瓣中包括两个大石墨卡瓣和两个小石墨卡瓣，所述大石墨卡瓣的尺寸大于两个小石墨卡瓣的尺寸，且两个大石墨卡瓣呈对角设置，两个小石墨卡瓣呈对角设置。特别地，所述硅芯横梁和竖直硅芯的横截面的宽度范围20～100mm，厚度1～8mm之间，硅芯横梁的长度范围为100-500mm，竖直硅芯的长度范围为1500-4000mm。本专利技术的有益效果为，与现有技术相比所述卡接式硅芯组件采用的是整体切割而成，其强度高，装炉方便，不易折断，倒炉几率小。卡接而成的整体的硅芯组件重量轻，表面积大，加工难度小和成本低。附图说明图1是本专利技术具体实施方式提供的卡接式硅芯组件的爆炸图；图2是本专利技术具体实施方式提供的卡接式硅芯组件的装配示意图；图3是本专利技术具体实施方式提供的卡接式硅芯组件的正视图；图4是图3中A-A处的剖面图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。请参阅图1至图4所示，本实施例中提供一种卡接式硅芯组件包括竖直方向平行间隔设置的两根竖直硅芯1和一根水平方向设置的硅芯横梁2，硅芯横梁2搭接于两根竖直硅芯1的顶端之间，整体形成倒“U”型结构，硅芯横梁2和竖直硅芯1的横截面的宽度范围20～100mm，厚度1～8mm之间，硅芯横梁2的长度范围为100-500mm，竖直硅芯1的长度范围为1500-4000mm。硅芯横梁2采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“十”字型结构，包括互相垂直的四条侧边，其四个侧边的宽度和厚度均相同，硅芯横梁2上位于底部的侧边上以其中心为对称点对称开设有两个卡槽3，卡槽3的开设深度与该侧边的宽度相等。竖直硅芯1包括分体结构的两根硅芯单体4，硅芯单体4采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“∟”型结构，包括互相垂直的两条侧边，其两个侧边的宽度和厚度均相同，两根硅芯单体4的折弯处的外直角对齐贴紧卡入卡槽3内将竖直硅芯1和硅芯横梁2连接，即两根硅芯单体4呈背靠背设置，且两者的外直角边对齐贴靠在一起，最终两根插入卡槽3的硅芯单体4形成整体呈“十”字型的结构。为了提高竖直硅芯1和硅芯横梁2卡接的稳定可靠性，两个卡槽3的侧壁均为配合竖直硅芯1的相邻两个侧边的相接处设置的直角结构，这样能够使竖直硅芯1的两个相邻侧边的根部与卡槽3进行紧密贴合。配合每根竖直硅芯1的底端于还原炉电极上设置有四个石墨卡瓣、一个石墨内螺纹锥套5和一个石墨外螺纹锥套6，四个石墨卡瓣中包括两个大石墨卡瓣7和两个小石墨卡瓣8，所述大石墨卡瓣7的尺寸大于两个小石墨卡瓣8的尺寸，且两个大石墨卡瓣7呈对角设置，两个小石墨卡瓣8呈对角设置。四个石墨卡瓣位于所述石墨内螺纹锥套5内，竖直硅芯1的底端插入四个石墨卡瓣内将石墨外螺纹锥套6拧紧于石墨内螺纹锥套5内锁紧竖直硅芯1的底端。大石墨卡瓣7和两个小石墨卡瓣8的内侧均包括两个互相垂直的竖直面9，外侧面为上小下大的锥形面10，竖直硅芯1相邻的两个侧边与两个竖直面9贴合对石墨卡瓣进行限位。上述卡接式硅芯组件的卡接结构相对简单，在保证连接可靠性的前提下，降低了加工难度和加工成本。以上实施例只是阐述了本专利技术的基本原理和特性，本专利技术不受上述事例限制，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还有各种变化和改变，这些变化和改变都本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卡接式硅芯组件，其包括竖直方向平行间隔设置的两根竖直硅芯和一根水平方向设置的硅芯横梁，所述硅芯横梁搭接于所述两根竖直硅芯的顶端之间，整体形成倒“U”型结构，其特征在于，所述硅芯横梁采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“十”字型结构，包括互相垂直的四条侧边，所述竖直硅芯包括分体结构的两根硅芯单体，所述硅芯单体采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“∟”型结构，包括互相垂直的两条侧边，且所述硅芯横梁上位于底部的侧边上间隔开设有两个卡槽，两根硅芯单体的折弯处卡入卡槽内将竖直硅芯和硅芯横梁连接。

【技术特征摘要】
1.一种卡接式硅芯组件，其包括竖直方向平行间隔设置的两根竖直硅芯和一根水平方向设置的硅芯横梁，所述硅芯横梁搭接于所述两根竖直硅芯的顶端之间，整体形成倒“U”型结构，其特征在于，所述硅芯横梁采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“十”字型结构，包括互相垂直的四条侧边，所述竖直硅芯包括分体结构的两根硅芯单体，所述硅芯单体采用整体的硅材料切割而成且其横截面为“∟”型结构，包括互相垂直的两条侧边，且所述硅芯横梁上位于底部的侧边上间隔开设有两个卡槽，两根硅芯单体的折弯处卡入卡槽内将竖直硅芯和硅芯横梁连接。2.根据权利要求1所述的卡接式硅芯组件，其特征在于，所述两个卡槽以该侧边的中心为对称点对称排布。3.根据权利要求1所述的卡接式硅芯组件，其特征在于，所述两个卡槽的侧壁均为配合硅芯单体两个侧边的垂直折弯处设置的直角结构。4.根据权利要求1-3任一项所述的卡接式硅芯组件，其特征在于,所述两根硅芯单体的折弯处的外直角对齐贴紧设置，形成整体呈“十”字型...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛建云，
申请(专利权)人：江阴兰雷新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32