CN203212669U

CN203212669U - 硅料添加装置的托盘和硅料添加装置

Info

Publication number: CN203212669U
Application number: CN 201320184495
Authority: CN
Inventors: 乔松; 尹东坡; 唐磊; 尚繁
Original assignee: Yingli Energy China Co Ltd
Current assignee: Yingli Energy China Co Ltd
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2023-04-12

Abstract

本实用新型提供了一种硅料添加装置的托盘和硅料添加装置。其中托盘包括托盘本体，托盘本体包括第一锥形段和连接在第一锥形段下方的第二锥形段，第二锥形段的侧壁与托盘本体的轴线的夹角小于第一锥形段的侧壁与轴线的夹角。在硅料添加装置中，为了保证顺利落料，并且避免硅料飞溅，第二锥形段的侧壁与托盘本体的轴线的夹角要足够小。同时，为了使托盘的体积减小、重量减轻，第一锥形段的侧壁与托盘本体的轴线的夹角比第二锥形段的侧壁与轴线的夹角要大。因此，在托盘的开口的面积不变的情况下，本实用新型的托盘高度更低、体积更小、重量更轻，并且托盘占用硅料添加装置的储料仓的空间更小，进而增加了储料仓中硅料的储量。

Description

硅料添加装置的托盘和硅料添加装置

技术领域

本实用新型涉及硅生产设备领域，更具体地，涉及一种硅料添加装置的托盘和硅料添加装置。

背景技术

现有的太阳能电池以硅基电池板为主，硅基电池板包括多晶硅电池板和单晶硅电池板。制作多晶硅电池板的多晶铸锭环节具有单次投料量大的特点，使得多晶硅电池板相比于单晶硅电池板具有成本优势，但多晶硅电池板的转换效率较低。单晶硅电池板转换效率高，但是制作成本也相对较高，进而制约了单晶硅电池板的推广。所以，降低单晶硅电池板的生产成本是单晶硅电池板生产行业的一个发展方向。通过降低单晶硅生产的成本，可直接降低单晶硅电池板的生产成本。而增加单晶硅拉制环节的硅料投料量，是降低单晶硅生产成本的一种手段。

现有技术中，单晶硅拉制法的主要步骤包括：装料、抽空、熔料、稳定化、引晶、放肩、等径和收尾，这其中，装料的重量根据热场的不同而有所差异，一般装料重量在120kg至150kg之间，这些硅料拉制一根单晶硅棒。由于增加单次装料量会对原材料和工艺控制等提出更高的要求，因此单纯增加单次装料量降低单晶硅生产成本的空间有限。所以，为了进一步增加单炉次拉制硅料的重量，需要使用多次加料技术。采用多次加料技术的单晶硅拉制步骤主要包括：装料、抽空、熔料、稳定化、引晶、放肩、等径、收尾、再投料，之后重复拉制过程。多次投料可以实现单炉次生产中硅料投料量的大幅增加，即每炉次可以拉制一根或多根单晶棒，有效降低单晶硅的生产成本，进而能够降低单晶硅电池板的生产成本。

单晶炉多次加料装置主要有内置式和外置式两种。其中内置式单晶炉多次加料装置通过单晶炉内部钢丝绳吊入炉内进行加料；外置式单晶炉多次加料装置通过单晶炉外部预留的加料口与单晶炉相连接。内置式单晶炉多次加料装置具有结构简单、成本低、以一配多（一台加料装置可以用于多台单晶炉）等优点，因此受到广泛关注。现有技术中的内置式单晶炉多次加料装置结构包括壳体、拉杆（上下运动控制硅料流动）、托盘（托住硅料）。加料时拉杆带动托盘下降，托盘靠近熔硅，硅料从托盘两侧流出。

现有技术中的加料装置的底部托盘如图1所示，托盘本体10为圆锥形，锥度上下一致，有如图所示的包括腔体13的空心圆锥形，也有采用实心圆锥形材质的，材质一般采用石英或者金属。但是，圆锥形的托盘本体10体积大、重量大，笨重的托盘不仅难以操作，还限制了加料装置的储料量。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种硅料添加装置的托盘和硅料添加装置，以解决现有技术的托盘体积大、重量大，并限制了硅料添加装置的硅料储量的问题。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种硅料添加装置的托盘，包括托盘本体，托盘本体包括第一锥形段和连接在第一锥形段下方的第二锥形段，第二锥形段的侧壁与托盘本体的轴线的夹角小于第一锥形段的侧壁与轴线的夹角。

进一步地，托盘还包括朝向下方反射热量的热反射部。

进一步地，热反射部由硅、钼、或金制成。

进一步地，托盘还包括保护层，保护层设置在热反射部的远离第一锥形段的一侧。

进一步地，保护层由石英或三氧化二铝制成。

进一步地，托盘本体为空心锥形，第一锥形段的内壁和第二锥形段的内壁共同围成腔体，托盘还包括隔热部，隔热部设置在腔体内。

进一步地，隔热部由碳毡、碳-碳复合材料、或石英棉制成。

进一步地，托盘本体由石英、三氧化二铝、碳-碳复合材料、不锈钢、或钼制成。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种硅料添加装置，包括壳体、拉杆和托盘，壳体内形成储料仓，壳体的一端具有出料口，拉杆的至少一部分设置在储料仓内，托盘与拉杆相连接，托盘是上述的托盘。

进一步地，托盘的第一锥形段上开设有连接孔，拉杆的一端与连接孔连接。

在硅料添加装置中，托盘呈开口向下地设置在硅料添加装置的出料口处，第一锥形段相对位于第二锥形段的上方。为了保证顺利落料，并且避免硅料飞溅，第二锥形段的侧壁与托盘本体的轴线的夹角要足够小，例如45°。同时，为了使托盘的体积减小、重量减轻，第一锥形段的侧壁与托盘本体的轴线的夹角比第二锥形段的侧壁与轴线的夹角要大，例如50°。因此，在托盘的开口的面积不变的情况下，本实用新型的托盘与图1所示的现有技术中的托盘相比，高度更低、体积更小、重量更轻，并且托盘占用硅料添加装置的储料仓的空间更小，进而增加了储料仓中硅料的储量。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了现有技术中的硅料添加装置的托盘的结构示意图；

图2示意性示出了根据本实用新型实施例的硅料添加装置的托盘的结构示意图；以及

图3示意性示出了根据本实用新型实施例的硅料添加装置的结构示意图。

图中附图标记：10、托盘本体；11、第一锥形段；12、第二锥形段；13、腔体；14、连接孔；20、热反射部；30、保护层；40、隔热部；100、壳体；110、储料仓；120、出料口；200、拉杆；300、定位杆；400、支撑环；1、硅料；2、熔硅。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种硅料添加装置的托盘，如图2所示，该硅料添加装置的托盘包括托盘本体10，托盘本体10包括第一锥形段11和连接在第一锥形段11下方的第二锥形段12，第二锥形段12的侧壁与托盘本体10的轴线的夹角小于第一锥形段11的侧壁与轴线的夹角。

在硅料添加装置中，托盘呈开口向下地设置在硅料添加装置的出料口120处，第一锥形段11相对位于第二锥形段12的上方。为了保证顺利落料，并且避免硅料飞溅，第二锥形段12的侧壁与托盘本体10的轴线的夹角要足够小，例如45°。同时，为了使托盘的体积减小、重量减轻，第一锥形段11的侧壁与托盘本体的轴线的夹角比第二锥形段12的侧壁与轴线的夹角要大，例如50°。因此，在托盘的开口的面积不变的情况下，本实用新型的托盘与图1所示的现有技术中的托盘相比，高度更低、体积更小、重量更轻，并且托盘占用硅料添加装置的储料仓110的空间更小，进而增加了储料仓110中硅料1的储量。

优选地，第一锥形段11的侧壁和第二锥形段12的侧壁与托盘本体10的轴线的夹角大于0°，且不大于85°。例如，第一锥形段11占托盘本体10的三分之二，第一锥形段11的侧壁间的夹角为100°；第二锥形段12占托盘本体10的三分之一，第二锥形段12的侧壁间的夹角为90°。

优选地，托盘本体10由石英、或三氧化二铝、或碳-碳复合材料、不锈钢、或钼制成。为防止加料过程中硅料飞溅，托盘在加料时要靠近熔硅2的液面，因此要承受很高的温度。石英材料耐高温，隔热性强，因此以石英制成的托盘可以接近熔硅2。但石英材料在使用过程中容易损坏，又因为石英价格昂贵，且加工困难，这些不足共同限制了石英制托盘的应用。金属材质强度高，成本低，容易加工。但金属材质熔点相对较低且导热性好，加料过程中如果托盘距离熔硅2过近，可能造成金属变形，而且托盘温度升高会导致硅料1熔化，使熔化的硅料1中掺入杂质。所以一般金属托盘加料时距离液面更远，这样则容易发生硅料飞溅。

优选地，托盘还包括朝向下方反射热量的热反射部20。熔硅2表面温度大于1400℃，主要以热辐射形式传递热量，热反射部20可以有效反射熔硅2的热辐射，以保证托盘本体10的温度不会过高，避免托盘本体10变形或硅料1熔化。

优选地，热反射部20设置在第二锥形段12的大经端。可替换地，热反射部20与托盘本体10形状相同，设置在托盘本体10的内壁上。

优选地，热反射部20由硅、钼、或金制成。在有热反射部20保护的情况下，托盘本体10更优选地由金属材料制成，热反射部20能够将托盘本体10与热源隔开，保证金属制成的托盘本体10不会过热变形，也能保证托盘本体10托住的硅料1不会熔化。

优选地，托盘还包括保护层30，保护层30设置在热反射部20的远离第一锥形段11的一侧。由于高温易造成钼等材料被氧化，所以为了保证热反射部20状态稳定，而在热反射部20的远离第一锥形段11的一侧设置保护层30。保护层30由透明的材料制成。

优选地，保护层30由石英或三氧化二铝制成。由于石英和三氧化二铝在高温下稳定，导热性差，因此保护层30由这种材料制成，既可以保护热反射部20，又可以使托盘的底部更靠近熔硅2的液面进行加料，防止溅料的发生。

优选地，如图2所示，托盘本体10为空心锥形，第一锥形段11的内壁和第二锥形段12的内壁共同围成腔体13，托盘还包括隔热部40，隔热部40设置在腔体13内。隔热部40与热反射部20配合，能够好的保证托盘本体10不会温度过高，于是在添加硅料的过程中，托盘能够更靠近熔硅液面，这样能有效避免硅料飞溅。

优选地，隔热部40由碳毡、碳-碳复合材料、或石英棉制成。隔热部40的作用是尽量阻止托盘底部的温度传递到托盘本体10上，而碳毡、碳-碳复合材料、石英棉等材料的稳定性好、导热性差，因而是隔热部40的优选材料。

根据本实用新型的第二个方面，还提供了一种硅料添加装置，如图3所示，该硅料添加装置包括壳体100、拉杆200和托盘，壳体100内形成储料仓110，壳体100的一端具有出料口120，拉杆200的至少一部分设置在储料仓110内，托盘与拉杆200相连接，托盘是上述的托盘。

由于采用了本实用新型的托盘，硅料添加装置的储料仓110的储料空间变大，能够容纳更多的硅料1。同时，该托盘体积小，重量轻，更利于操作托盘打开或关闭出料口120。

优选地，托盘的第一锥形段11上开设有连接孔14，拉杆200的一端与连接孔14连接。可替换的，拉杆200还可以以其他方式与托盘连接，例如拉杆200通过螺栓与托盘可拆卸地连接，或者拉杆200的一端焊接在托盘上。

优选地，硅料添加装置还包括中空的定位杆300，定位杆300设置在壳体100的顶部，拉杆200穿过定位杆300从储料仓110伸出。定位杆300可以为拉杆200提供导向，以便于带动托盘上下移动，并且不会另托盘错位。

优选地，硅料添加装置还包括支撑环400，支撑环400设置在壳体100的外周。支撑环400用于将硅料添加装置支撑在单晶炉内。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种硅料添加装置的托盘，其特征在于，包括托盘本体（10），所述托盘本体（10）包括第一锥形段（11）和连接在所述第一锥形段（11）下方的第二锥形段（12），所述第二锥形段（12）的侧壁与所述托盘本体（10）的轴线的夹角小于所述第一锥形段（11）的侧壁与所述轴线的夹角。

2.根据权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述托盘还包括朝向下方反射热量的热反射部（20）。

3.根据权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述热反射部（20）由硅、钼、或金制成。

4.根据权利要求2所述的托盘，其特征在于，所述托盘还包括保护层（30），所述保护层（30）设置在所述热反射部（20）的远离所述第一锥形段（11）的一侧。

5.根据权利要求4所述的托盘，其特征在于，所述保护层（30）由石英或三氧化二铝制成。

6.根据权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述托盘本体（10）为空心锥形，所述第一锥形段（11）的内壁和所述第二锥形段（12）的内壁共同围成腔体（13），所述托盘还包括隔热部（40），所述隔热部（40）设置在所述腔体（13）内。

7.根据权利要求6所述的托盘，其特征在于，所述隔热部（40）由碳毡、碳-碳复合材料、或石英棉制成。

8.根据权利要求1所述的托盘，其特征在于，所述托盘本体（10）由石英、三氧化二铝、碳-碳复合材料、不锈钢、或钼制成。

9.一种硅料添加装置，包括壳体（100）、拉杆（200）和托盘，所述壳体（100）内形成储料仓（110），所述壳体（100）的一端具有出料口（120），所述拉杆（200）的至少一部分设置在所述储料仓（110）内，所述托盘与所述拉杆（200）相连接，其特征在于，所述托盘是权利要求1至8中任一项所述的托盘。

10.根据权利要求9所述的硅料添加装置，其特征在于，所述托盘的第一锥形段（11）上开设有连接孔（14），所述拉杆（200）的一端与所述连接孔（14）连接。