本发明专利技术公开了一种多晶硅铸锭坩埚防护装置，包括由竖板两两相连合围而成的护板及分别设置在所述护板上、下端的盖板和底板，所述盖板扣合在所述护板的上端开口处形成用于放置多晶硅铸锭坩埚的内部空间，所述盖板主要由C/C板和结合在C/C板下板面的金属板组成，所述金属板的熔点大于1800K；所述护板上部开有出气孔且所述出气孔对应于所述多晶硅铸锭坩埚的上方，所述盖板上开有贯穿C/C板和金属板的进气孔，通过进气孔与出气孔对所述内部空间进行换气通风，改善铸锭过程的气体循环以纯化多晶硅熔化和再生长的环境。可大幅度减少多晶硅中C、O等杂质的含量，提高了硅料的利用率和切片得率，硅片的电池转换效率可提高0.2%以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶体硅太阳能光电利用
，具体涉及一种多晶硅铸锭坩埚防护>J-U ρ α装直。
技术介绍
太阳能光伏行业所使用的多晶硅的各种制备方法中，由于定向凝固法产出的硅锭单炉重量大、平均能耗低而使其得到广泛地应用。但是，在利用定向凝固法进行多晶硅铸造时，通常会遇到以下两个问题一是，由于坩埚本身的质量问题，或者装料过程对坩埚存在磕碰等异常，可能会引起坩埚发生破裂，发生硅液溢流的事故，给生产带来损失；二是，在进行多晶硅铸锭时，大多数厂家均使用坩埚护板，而没有使用盖板，或者采用普通的C/C板作为盖板，这种方式会造成铸锭炉中的C/C绝热材料和C/C板中的杂质进入硅熔体中，影响多晶娃的质量。为了解决第一个问题，目前坩埚生产厂商和使用厂家都在坩埚检测上加大力度， 如通过显影液，多道检测等手段对坩埚进行检测，但是，检测方式并不能完全控制出厂坩埚的质量。如在后续运输和操作中，坩埚也可能发生磕碰和损伤等异常，导致在铸锭过程中出现硅液溢流的事故。传统的多晶硅铸锭方法，一般是在石英坩埚四周放置四块石墨护板，利用螺母固定拼接，一旦发生溢流时，整个护板会完全损坏，损失巨大。中国技术授权专利(专利号201120265418. 7)公开了一种坩埚护板改良装置，该坩埚护板改良装置能及时反应铸锭工艺中发生溢流的信息，可以减少溢流事故所产生的危害和损失。但是，从结构来看，该装置与传统的护板没有本质的区别，对溢流的防范和溢流造成的损失都不能起到明显地改善作用。提高多晶硅片的质量是各硅片生产厂商孜孜追求的目标，常用的方法是通过减少多晶硅中杂质的含量来提高电池的转换效率。正如第二个问题所述，在多晶硅铸锭过程中， 绝缘材料、石墨护板和C/C板中的杂质，特别是C，会大量进入多晶硅中，对多晶硅的质量造成了极大地影响。为了解决该问题，一般采用提高保温材料材质的方法，使用纯度高、材质实的C/C材料，该方法对多晶硅中杂质的控制有一定效果，但是无可避免地增加了生产成本。因此，寻找应用范围更广的坩埚护板和盖板对整个多晶硅铸锭领域具有较大的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、可以改善铸锭运行过程中的气体循环、纯化多晶娃生长环境、大幅度减少多晶娃中杂质含量、提闻娃料利用率和切片得率、提闻电池转换效率、使用方便且可适用于大规模生产的多晶硅铸锭坩埚防护装置。本专利技术的目的通过以下的技术措施来实现一种多晶硅铸锭坩埚防护装置，包括由竖板两两相连合围而成的护板及分别设置在所述护板上、下端的盖板和底板，所述盖板扣合在所述护板的上端开口处形成用于放置多晶硅铸锭坩埚的内部空间，其特征在于所述盖板主要由C/C板和结合在C/C板下板面的金属板组成，所述金属板的熔点大于1800K ； 所述护板上部开有出气孔且所述出气孔对应于所述多晶硅铸锭坩埚的上方，所述盖板上开有贯穿C/C板和金属板而用于向所述内部空间中输送保护气体的进气孔，通过进气孔与出气孔对所述内部空间进行换气通风，改善铸锭过程的气体循环以纯化多晶硅熔化和再生长的环境。本专利技术的盖板扣合在护板上，与护板上的出气孔、盖板上的进气孔相配合，可以改善铸锭运行过程中的气体循环，纯化多晶硅生长环境，大幅度减少多晶硅中C、O等杂质的含量，为铸锭炉中多晶硅的熔化和再生长提供更纯净的环境和更流畅的通气系统；本专利技术可使多晶娃中杂质含量大幅度减少，提闻了娃料的利用率和切片得率，致使娃片的电池转换效率可提高O. 2%以上；本专利技术制作方法简单、使用方便，可适用于大规模生产。作为本专利技术的一种优选方式，所述出气孔均匀分布在所述护板的圆周，所述出气孔为圆形孔，其圆心位于所述护板上端边沿下方20-80mm处，所述出气孔在每个竖板上设有6-16个，所述出气孔的直径范围是10-36mm ;所述进气孔位于所述盖板的中心部位，所述进气孔为圆形孔，所述进气孔的直径范围为60-120mm。在实现上述目的的基础之上，本专利技术护板的高度可调，使用方式灵活多变，能满足不同坩埚高度及装料量的需求；可以更好地和坩埚发生良性接触，减少坩埚在铸锭过程中由于热收缩性不良导致的溢流、降低护板损坏带来的损失，为了实现该目的，本专利技术所述护板由数层护板组件叠加而成，每层护板组件由数个板体合围组成，即所述竖板由所述板体叠加而成，所述护板中各竖板的高度相同；所述出气孔位于最上层护板组件的板体上，至少在最下层护板组件的板体下边沿设有溢流孔。本专利技术在实际使用过程中，可以根据不同坩埚高度和装料量的要求，计算所需护板的总高度，从而确定需要几层护板组件。为了保证良好的铸锭环境和通气系统，多层护板组件叠加使用时，其长宽尺寸最好相同，厚度最好一致，以便各层护板组件可以直接自然叠加在一起。多层护板组件构成的护板可以更好地和坩埚发生良性接触，减少坩埚在铸锭过程中由于热收缩性不良导致的溢流；如果铸锭过程中出现硅液溢流，最下层护板组件的损坏并不会延伸至其上一层护板组件，从而可很大程度地降低护板损坏带来的损失。因此，本专利技术对多晶硅铸锭过程发生的硅液溢流起到预防作用。作为本专利技术的一种改进，所述溢流孔位于各层护板组件之间的叠加部位。优选地，每层护板组件中板体的下边沿上设有两个溢流孔。优选地，所述护板组件为2-4层，可以使护板装配过程更容易操作。作为本专利技术的一种实施方式，所述数层护板组件中相邻两层护板组件的板体高度不相同，较高板体相对于本护板组件中的其它板体高出的部分为高出部分，其中一层护板组件中对应于另一层护板组件中较高板体的位置为空隙，所述较高板体的高出部分适配插合在该空隙中以使两层护板组件组装后的板体高度相同。优选地，所述护板组件为两层，所述护板由上层护板组件叠加在下层护板组件上构成，所述下层护板组件即为所述最下层护板组件，而所述上层护板组件即为所述最上层护板组件；上、下层护板组件的板体均是平板且为I 6个。优选地，每层护板组件中板体的数量均为四个，每层护板组件中板体的高度相同；4所述最上层护板组件的高度为100-560mm。可使该护板组件能够单独使用，还可以满足不同出气孔大小和位置差异化的需要。优选地，所述金属板与所述C/C板的大小相同。可使二者共同扣合在护板组件上， 以使护板组件起到良好的支撑作用。所述最上层护板组件的上端设有定位销以限位所述金属板与所述C/C板。优选地，所述金属板的厚度范围是O. 1_5_，所述金属板采用钥或者镍制成；所述护板组件与所述C/C板均采用石墨等耐高温、导热性好的材料制成。优选地，所述金属板与所述C/C板之间采用螺纹连接，即在所述金属板与所述C/C 板上对应开孔，通过石墨螺钉穿过开孔后由石墨螺母固定。可以防止金属板在高温下发生形变而导致损坏。与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的效果⑴本专利技术的盖板扣合在护板上，与护板上的出气孔、盖板上的进气孔相配合，可以改善铸锭运行过程中的气体循环，纯化多晶硅生长环境，大幅度减少多晶硅中C、O等杂质的含量，从而减少了多晶硅中碳化硅的沉淀和团聚，为铸锭炉中多晶硅的熔化和再生长提供更纯净的环境和更流畅的通气系统，提高了硅料的利用率和切片得率。⑵本专利技术可通过改变坩埚护板组件的使用方式，来满足不同坩埚高度和装料量的要求，在实际使用过程中，可以根据不同坩埚高度和装料量的要求，计算所需护板组件的总高度，从而确定需要几层护板组件。⑶多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多晶硅铸锭坩埚防护装置，包括由竖板两两相连合围而成的护板及分别设置在所述护板上、下端的盖板和底板，所述盖板扣合在所述护板的上端开口处形成用于放置多晶硅铸锭坩埚的内部空间，其特征在于：所述盖板主要由C/C板和结合在C/C板下板面的金属板组成，所述金属板的熔点大于1800K；所述护板上部开有出气孔且所述出气孔对应于所述多晶硅铸锭坩埚的上方，所述盖板上开有贯穿C/C板和金属板而用于向所述内部空间中输送保护气体的进气孔，通过进气孔与出气孔对所述内部空间进行换气通风，改善铸锭过程的气体循环以纯化多晶硅熔化和再生长的环境。
【技术特征摘要】
1.一种多晶硅铸锭坩埚防护装置，包括由竖板两两相连合围而成的护板及分别设置在所述护板上、下端的盖板和底板，所述盖板扣合在所述护板的上端开口处形成用于放置多晶硅铸锭坩埚的内部空间，其特征在于所述盖板主要由C/C板和结合在C/C板下板面的金属板组成，所述金属板的熔点大于1800K ;所述护板上部开有出气孔且所述出气孔对应于所述多晶硅铸锭坩埚的上方，所述盖板上开有贯穿C/C板和金属板而用于向所述内部空间中输送保护气体的进气孔，通过进气孔与出气孔对所述内部空间进行换气通风，改善铸锭过程的气体循环以纯化多晶硅熔化和再生长的环境。2.根据权利要求I所述的多晶硅铸锭坩埚防护装置，其特征在于所述出气孔均匀分布在所述护板的圆周，所述出气孔为圆形孔，其圆心位于所述护板上端边沿下方20-80mm处，所述出气孔在每个竖板上设有6-16个，所述出气孔的直径范围是10-36mm ;所述进气孔位于所述盖板的中心部位，所述进气孔为圆形孔，所述进气孔的直径范围为60-120mm。3.根据权利要求2所述的多晶硅铸锭坩埚防护装置，其特征在于所述护板由数层护板组件叠加而成,每层护板组件由数个板体合围组成，即所述竖板由所述板体叠加而成,所述护板中各竖板的高度相同；所述出气孔位于最上层护板组件的板体上，至少在最下层护板组件的板体下边沿设有溢流孔。4.根据权利要求3所述的多晶硅铸锭坩埚防护装置，其特征在于所述溢流孔位于各层护板组件之间的叠加部位。5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄新明，明亮，钟根香，
申请(专利权)人：东海晶澳太阳能科技有限公司，南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。