CN102978696B - 一种多晶硅铸锭坩埚防护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能光电利用技术领域，具体涉及一种多晶硅铸锭坩埚防护装置。
背景技术
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，影响多晶硅的质量。
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。
中国实用新型授权专利（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。
发明内容
本发明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、纯化多晶硅生长环境、大幅度减少多晶硅中杂质含量、提高硅料利用率和切片得率、提高电池转换效率、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。
本发明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。
本发明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；本发明可使多晶硅中杂质含量大幅度减少，提高了硅料的利用率和切片得率，致使硅片的电池转换效率可提高0.2％以上；本发明制作方法简单、使用方便，可适用于大规模生产。
作为本发明的一种优选方式，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，本发明护板的高度可调，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，本发明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。
本发明在实际使用过程中，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，本发明对多晶硅铸锭过程发生的硅液溢流起到预防作用。
作为本发明的一种改进，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。
作为本发明的一种实施方式，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1～6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；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0.1-5mm，所述金属板采用钼或者镍制成；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，本发明具有如下显著的效果：
⑴本发明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本发明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。
⑷本发明可使多晶硅中杂质含量大幅度减少，位错等缺陷也相应减少，致使硅片的电池转换效率可提高0.2％以上。
⑸本发明制作方法简单、使用方便，可适用于大规模生产。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例1的立体结构示意图；
图2是本发明实施例1的主视图；
图3是使用本发明与使用前（使用现有护板与C/C板）铸锭生产的多晶硅制成电池的转换效率对比图。
具体实施方式
实施例1
如图1～3所示，是本发明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护板上、下端的盖板1和底板（图中未画出），盖板1扣合在护板2上端开口处形成用于放置多晶硅铸锭坩埚的内部空间，盖板1由普通的C/C板11和结合在C/C板11下板面的金属板12组成，其中，金属板12的熔点大于1800K；护板2上部开有出气孔21且出气孔21对应于多晶硅铸锭坩埚的上方，盖板上开有贯穿C/C板11和金属板12而用于向内部空间中输送氩气的进气孔24，通过进气孔24与出气孔21对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。
护板2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，即竖板由板体叠加而成，护板中各竖板的高度相同；出气孔位于最上层护板组件的板体上，在最下层护板组件的板体下边沿设有溢流孔。
在本实施例中，护板组件为两层，即护板2由上、下两层护板组件22、23叠加组成，下层护板组件23和上层护板组件22中板体的数量均为四个，每个板体的下边沿上均设有两个溢流孔3。出气孔21均匀分布在上层护板组件22的圆周上，在本实施例中，出气孔为圆形孔，该出气孔的圆心位于上层护板组件上端边沿下方66mm处，上层护板组件中的每个板体等间距设有9个出气孔21，相邻两个出气孔之间的间距为94mm，出气孔的直径为17mm。
每层护板组件中板体的高度相同，下层护板组件23中的每个板体的高度为110mm，每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔4，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔（图中未画出），相邻板体通过螺钉穿过两螺孔来固定。上层护板组件22的每个板体的高度为400mm，每个板体的其中一个侧边上设有三个螺孔4，与设有螺孔4相邻的板体侧边上也设有与螺孔4相适配的螺孔，相邻的板体通过螺钉穿过两螺孔4相固定。护板的总高度为550mm。板体和螺母的材质均为石墨。
在本实施例中，盖板由普通的C/C板和金属板相结合构成，金属板12采用钼，厚度为1mm；C/C板11由普通的碳碳材料组成。金属板与C/C板的大小相同。进气孔位于盖板的中心部位，进气孔为圆形孔，进气孔的直径为94mm；金属板与C/C板之间采用螺纹连接，即在金属板与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。上层护板组件的上端设有定位销10以限位金属板与C/C板。
本发明的使用过程如下：高度为420mm的石英坩埚经过进检和现场检验合格后，由操作人员抬放在石墨底板上，把硅原料装入石英坩埚内，按照装料要求盛装完毕。选取四块板体，围住坩埚安装在石墨底板上，用石墨螺钉固定，构成下层护板组件23；在其上叠加放置四块板体，溢流孔位于该四块板体的下端边沿，而出气孔则位于其上部，放置好后，用石墨螺钉固定该四块板体，构成上层护板组件22；将金属板12放置在上层护板组件22的上端开口处，再将C/C板11放置在金属板12的上板面上，二者用石墨螺钉和螺母固定，盖板用定位销卡住，防止发生移动。装好后送入铸锭炉内，抽真空后运行铸锭工艺，完成多晶硅铸锭过程。
硅锭出炉后，依次完成开方、切断、研磨、倒角、切片和电池片的制作工序，如图3所示，使用本发明制备的多晶硅片的电池效率分布档位比较集中，且集中区域的档位较高，转换效率提高0.2％以上。
实施例2
本实施例的护板组件为三层（图中未画出），即护板由下层、中层和上层护板组件叠加组成，上、下两层护板组件中板体均为四个，中层护板组件中板体为两个；下层护板组件的每个板体下边沿上均设有两个溢流孔。上层护板组件设置有出气孔，出气孔为圆形孔，在本实施例中，出气孔的中心距离上层护板组件上边沿为40mm，上层护板组件的每个板体等间距设有12个出气孔，相邻出气孔之间的间距为62mm，出气孔的直径为16mm。
三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，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。在本实施例中，下层护板组件中的每个板体的高度为80mm，下层护板组件中每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔，相邻板体通过螺钉穿过两螺孔来固定。中层护板组件为上述相邻两层护板组件之一，中层护板组件中的两个板体的高度为80mm，每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔；上层护板组件中板体的高度分别为400mm、400mm、480mm和480mm，400mm高的板体的其中一个侧边上设有三个螺孔，480mm高的板体的其中一个侧边上设有四个螺孔，相邻的板体通过螺钉穿过两螺孔相固定，即480mm高的板体的高出部分为80mm高，而中层护板组件对应于上层护板组件中480mm高的板体的位置为空隙，80mm高的高出部分适配插合在该空隙中以使中层护板组件和上层护板组件组装后的板体高度相同，且与下层护板组件配合组成总高度为560mm的坩埚护板，板体和螺母的材质均为石墨。
在本实施例中，盖板由普通的C/C板和金属板相结合构成，金属板采用钼，厚度为1mm；C/C板由普通的碳碳材料组成。金属板与C/C板的大小相同。进气孔位于盖板的中心部位，进气孔的直径为94mm；金属板与C/C板之间采用螺纹连接，即在金属板与C/C板上对应开孔，具体是在盖板距离中心300mm的圆周位置均匀开6个螺孔，通过石墨螺钉穿过开孔后由石墨螺母固定。
本发明的使用过程如下：高度为480mm的石英坩埚经过进检和现场检验合格后，由操作人员抬放在石墨底板上，把硅原料装入石英坩埚内，按照装料要求盛装完毕。选取四块护板，围住坩埚安装在石墨底板上，用石墨螺钉固定，构成下层护板组件；在其上叠加放置二块板体，溢流孔位于该二块板体的下端边沿，放置好后，用石墨螺钉固定该二块板体，构成中层护板组件；在中层护板组件上叠加放置四块板体，出气孔位于该板体的上部，放置好后用石墨螺钉固定，构成上层护板组件，其中，上层护板组件中较高板体的高出部分插装在中层护板组件中对应位置的空隙中；将用石墨螺钉和螺母固定在一起的金属板和C/C板放置在上层护板组件上，用定位销卡住，防止二者发生移动。装好后送入铸锭炉内，抽真空后运行铸锭工艺，完成多晶硅铸锭过程。
实施例3
本实施例的护板组件为四层，护板即由下层、中层、中上层和上层板组件叠加组成，每层护板组件中板体的数量均为四个；下层、中层护板组件的每个板体下边沿上均设有三个溢流孔。上层护板组件设置有出气孔，出气孔为圆形孔，在本实施例中，出气孔的中心距离上层护板组件上边沿80mm，上层护板组件的每个板体等间距设有14个出气孔，相邻出气孔之间的间距为54mm，出气孔的直径为20mm。
下层护板组件中的每个板体的高度为80mm，每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔，相邻板体通过螺钉穿过两螺孔来固定。中层护板组件中的每个板体的高度为80mm，每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔，相邻板体通过螺钉穿过两螺孔来固定。中上层护板组件中的每个板体的高度为80mm，每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔，相邻板体通过螺钉穿过两螺孔来固定。上层护板组件中的每个板体的高度为400mm，每个板体的其中一个侧边上设有三个螺孔，与设有螺孔相邻的板体侧面上也设有与螺孔相适配的螺孔，相邻的板体通过螺钉穿过两螺孔相固定。护板的总高度为640mm。板体和螺母的材质均为石墨。
在本实施例中，盖板由普通的C/C板和金属板相结合构成，金属板采用钼，厚度为0.5mm；C/C板由普通的碳碳材料组成。金属板与C/C板的大小相同。进气孔位于盖板的中心部位，进气孔为圆形孔，进气孔的直径为94mm；在盖板距离中心300mm的圆周位置均匀开6个螺孔，通过石墨螺钉穿过螺孔后由石墨螺母固定。
本发明的使用过程如下：高度为540mm的石英坩埚经过进检和现场检验合格后，由操作人员抬放在石墨底板上，把硅原料装入石英坩埚内，按照装料要求盛装完毕。选取四块板体，围住坩埚安装在石墨底板上，用石墨螺钉固定，构成下层护板组件；在其上叠加放置四块板体，溢流孔位于该四块板体的下端边沿，放置好后，用石墨螺钉固定该四块板体，构成中层护板组件；在其上叠加放置四块板体，放置好后，用石墨螺钉固定该四块板体，构成中上层护板组件；在中上层护板组件上叠加放置四块板体，出气孔位于该板体的上部，放置好后用石墨螺钉固定，构成上层护板组件；将用石墨螺钉固定在一起的金属板和C/C板放置在上层护板组件上，其中，金属板位于C/C板的下方。用定位销卡住金属板和C/C板。装好后送入铸锭炉内，抽真空后运行铸锭工艺，完成多晶硅铸锭过程。
实施例4
本实施例的护板组件为两层，护板由下层和上层护板组件叠加组成，每层护板组件中板体的数量均为四个；下层护板组件的每个板体下边沿均设有四个溢流孔。上层护板组件设置有出气孔，出气孔为圆形孔，在本实施例中，出气孔的中心距离上层护板组件上边缘70mm，上层护板组件的每个板体等间距设有6个出气孔，相邻出气孔之间的间距为125mm，出气孔的直径为36mm。
下层护板组件中的每个板体的高度为130mm，每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔，相邻板体通过螺钉穿过两螺孔来固定。上层护板组件中的每个板体的高度为430mm，每个板体的其中一个侧边上设有三个螺孔，与设有螺孔相邻的板体侧面上也设有与螺孔相适配的螺孔，相邻的板体通过螺钉穿过两螺孔相固定。护板的总高度为560mm。板体和螺母的材质均为石墨。
在本实施例中，盖板由普通的C/C板和金属板相结合构成，金属板采用钼，厚度为5mm；C/C板由普通的碳碳材料组成。金属板与C/C板的大小相同。进气孔位于盖板的中心部位，进气孔为圆形孔，进气孔的直径为94mm；在盖板距离中心300mm的圆周位置均匀开6个螺孔，通过石墨螺钉穿过螺孔后由石墨螺母固定。
本发明的使用过程如下：高度为420mm的石英坩埚经过进检和现场检验合格后，由操作人员抬放在石墨底板上，把硅原料装入石英坩埚内，按照装料要求盛装完毕。选取四块板体，围住坩埚安装在石墨底板上，用石墨螺钉固定，构成下层护板组件；在其上叠加放置四块板体，出气孔位于该板体的上部，放置好后用石墨螺钉固定，构成上层护板组件。将金属板放置在上层护板组件上，再将C/C板放置在金属板上，二者通过石墨螺钉和螺母固定，盖板用定位销卡住，防止发生移动。装好后送入铸锭炉内，抽真空后运行铸锭工艺，完成多晶硅铸锭过程。
实施例5
本实施例的护板组件为两层，即护板由下层和上层护板组件叠加组成，每层护板组件中板体的数量均为四个；下层和上层护板组件的每个板体下边沿上均设有两个溢流孔。上层护板组件设置有出气孔，出气孔为圆形孔，在本实施例中，出气孔的中心距离上层护板组件上边缘30mm，上层护板组件的每个板体等间距设有10个出气孔，相邻出气孔之间的间距为75mm，出气孔的直径为30mm。
下层护板组件中的4个板体的高度不相同，分别为80mm、110mm、110mm、130mm，每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔，相邻板体通过螺钉穿过两螺孔来固定。上层护板组件中的4个板体高度不相同，分别为480、450mm、450mm、430mm，每个板体的其中一个侧边上设有三个螺孔，与设有螺孔相邻的板体侧面上也设有与螺孔相适配的螺孔，相邻的板体通过螺钉穿过两螺孔相固定。其中一层护板组件中较高板体的高出部分插装在另一层护板组件中对应位置的空隙中；护板的总高度为560mm。板体和螺母的材质均为石墨。
在本实施例中，盖板由普通的C/C板和金属板相结合构成，金属板采用钼，厚度为2mm；C/C板由普通的碳碳材料组成。金属板与C/C板的大小相同。进气孔为圆形孔，进气孔的直径为94mm。在盖板距离中心300mm的圆周位置均匀开6个螺孔，石墨螺钉穿过金属板与C/C板上的螺孔后由螺母固定。
本发明的使用过程如下：高度为480mm的石英坩埚经过进检和现场检验合格后，由操作人员抬放在石墨底板上，把硅原料装入石英坩埚内，按照装料要求盛装完毕。选取四块板体，围住坩埚安装在石墨底板上，用石墨螺钉固定，构成下层护板组件；对应选取不同高度的上层护板组件，叠加时板体的溢流孔朝下，出气孔位于其上端，叠加好后用石墨螺钉固定，构成上层护板组件。将用石墨螺钉固定在一起的金属板和C/C板放置在上层护板组件上，用定位销卡住金属板和C/C板。装好后送入铸锭炉内，抽真空后运行铸锭工艺，完成多晶硅铸锭过程。
实施例6
本实施例的护板组件为三层，即护板由下层、中层和上层护板组件叠加组成，每层护板组件中板体的数量均为四个；下层护板组件的每个板体的下边沿上均设有二个溢流孔。上层护板组件设置有出气孔，出气孔为圆形孔，在本实施例中，出气孔的中心距离上层护板组件上边缘20mm，上层护板组件的每个板体等间距设有16个出气孔，相邻出气孔的间距为48mm，出气孔的直径为10mm。
下层护板组件中的每个板体的高度为80mm，每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔，相邻板体通过螺钉穿过两螺孔来固定。中层护板组件中的每个板体的高度为130mm，每个板体的其中一个侧边上设有一个螺孔，相邻板体的一个侧边的端面上也设有相适配的螺孔，相邻板体通过螺钉穿过两螺孔来固定。上层护板组件中的每个板体的高度为400mm，每个板体的其中一个侧边上设有三个螺孔，与设有螺孔相邻的板体侧面上也设有与螺孔相适配的螺孔，相邻的板体通过螺钉穿过两螺孔相固定。护板的总高度为610mm。板体和螺母的材质为石墨。
在本实施例中，盖板由普通的C/C板和金属板相结合构成，金属板采用钼，其厚度为3mm；C/C板由普通的碳碳材料组成。金属板与C/C板的大小相同。进气孔为圆形孔，进气孔的直径为94mm。在盖板距离中心300mm的圆周位置均匀开6个螺孔，石墨螺钉穿过金属板与C/C板上的螺孔后由螺母固定。
本发明的使用过程如下：高度为540mm的石英坩埚经过进检和现场检验合格后，由操作人员抬放在石墨底板上，把硅原料装入石英坩埚内，按照装料要求盛装完毕。选取四块板体，围住坩埚安装在石墨底板上，用石墨螺钉固定，构成下层护板组件；在其上叠加放置四块板体，出气孔位于上端，放置好后用石墨螺钉固定，构成中层护板组件；在中层护板组件上叠加放置四块板体，出气孔位于该板体的上端，放置好后用石墨螺钉固定，构成上层护板组件。将金属板放置在上层护板组件上，再将C/C板放置在金属板上，二者由石墨螺钉和螺母固定，用定位销卡住盖板，防止发生移动。装好后送入铸锭炉内，抽真空后运行铸锭工艺，完成多晶硅铸锭过程。
在其它的实施例中，出气孔的圆心位于护板上端边沿下方20-80mm处，出气孔在每个竖板上设有6-16个，出气孔的直径范围是10-36mm；进气孔的直径范围为60-120mm；溢流孔位于各层护板组件之间的叠加部位；护板组件的板体均是平板且为1～6个；最上层护板组件的高度为100-560mm。金属板的厚度范围是0.1-5mm，金属板还可以采用其它符合要求的金属材料制成。
以上列举具体实施例对本发明进行说明。需要指出的是，以上实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明的提示做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。
Claims (9)
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；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。
2.根据权利要求1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：所述溢流孔位于各层护板组件之间的叠加部位。
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。
5.根据权利要求4所述的多晶硅铸锭坩埚防护装置，其特征在于：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1～6个。
6.根据权利要求5所述的多晶硅铸锭坩埚防护装置，其特征在于：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；所述最上层护板组件的高度为100-560mm。
7.根据权利要求5或者6所述的多晶硅铸锭坩埚防护装置，其特征在于：所述金属板与所述C/C板的大小相同；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。
8.根据权利要求7所述的多晶硅铸锭坩埚防护装置，其特征在于：所述金属板的厚度范围是0.1-5mm，所述金属板采用钼制成；所述护板组件与所述C/C板均采用石墨制成。
9.根据权利要求8所述的多晶硅铸锭坩埚防护装置，其特征在于：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。
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