CN203558861U - 应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚 - Google Patents
应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型属于多晶硅提纯领域，具体涉及一种应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚，包括埚体和底座，埚体底部通过连接件与底座固定连接，埚体与底座之间沿埚体外壁形成空腔，其特征在于底座中心部位与空腔通连形成进水口，空腔上端两侧与埚体通连形成出水口，位于空腔内的进水口上方设置有均流板，且均流板与埚体的熔炼区底面积大小一致。本实用新型所具有的有益效果是：结构简单，改造方便，水流在水冷铜坩埚内流动性好，提高换热效果；从底部进入的水流经均流板作用后，能够充分保证水冷均匀，保证水冷铜坩埚的受热均匀，从而提高水冷铜坩埚的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于多晶硅提纯领域，具体涉及一种应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚。
背景技术
太阳能级多晶硅材料是最主要的光伏材料，它应用于太阳能电池，可以将太阳能转化为电能，在常规能源紧缺的今天，太阳能具有巨大的应用价值，近年来，全球太阳能光伏产业迅速增长，太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的急剧膨胀。但太阳能级多晶硅材料高昂的制造成本以及复杂的制造工艺是制约光伏产业大发展的瓶颈，严重阻碍了我国太阳能电池的推广和使用。我国能够自主生产的太阳能级多晶硅不足需求的5%，绝大部分原材料需要进口，开发适合我国国情的太阳能级多晶硅制备技术符合国家能源战略的要求，是我国光伏产业大发展的必由之路。
为此，世界各国都在积极开发具有生产周期短、污染小、成本低、工艺相对简单、规模大小可控的制备高纯硅材料的新工艺方法，而冶金法由于具备以上优点，被认为是最能有效地降低多晶硅生产成本的技术之一，目前已成为世界各国竞相研发的热点。电子束熔炼技术是冶金法制备太阳能级多晶硅中重要的方法之一，它是利用高能量密度的电子束作为熔炼热源的工艺方法，通过熔化块体硅料形成熔池后，在电子束产生的高温下，利用表面蒸发效应，有效去除饱和蒸汽压较高的杂质，如磷，铝等。
电子束熔炼硅料采用的载体一般为水冷铜坩埚，即铜坩埚内通入有循环冷却水，用于对铜坩埚的降温保护。水冷铜坩埚的结构一般为下端一侧进水，上 端出水，使水流自下而上循环，当水流在水冷铜坩埚内流动性越好，则降温保护的效果越好。但是由于进水口为水冷铜坩埚下端侧部，所以水冷铜坩埚的熔炼区靠近进水口位置处的就会长期受到较大水流冲击，即对水冷铜坩埚的水冷不均匀，导致水冷铜坩埚受热不均匀，受到的热应力不均匀，从而降低水冷铜坩埚的使用寿命。
实用新型内容
根据以上现有技术的不足，本实用新型提出一种应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚，通过改变水冷铜坩埚的结构，以此改变进水方式，使水冷更加均匀，提高水冷铜坩埚的使用寿命。
本实用新型所述的一种应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚，包括埚体和底座，埚体底部通过连接件与底座固定连接，埚体与底座之间沿埚体外壁形成空腔，底座中心部位与空腔通连形成进水口，空腔上端两侧与埚体通连形成出水口，位于空腔内的进水口上方设置有均流板，且均流板与埚体的熔炼区底面积大小一致。
其中，该埚体的熔炼区优选为圆柱形结构，也可以为圆台形结构，且上部直径大于底部直径。对于本实用新型来说，更加优选采用圆台形结构，一是增大冷却水与熔炼区外壁的接触面积，提高散热效果，二是由于圆台形结构的上部直径大于底部直径，电子束只扫射上部表面，因此增大了电子束扫射的面积，提高了电子束熔炼提纯的效果。
空腔内优选等距交错设置有挡流板。等距交错设置的挡流板能够增大水流的流动路径，提高换热效果，使水冷效果更好。
本实用新型中，从水冷铜坩埚的底部进水，进入的水流会先向上冲击到均流板上，然后再向四周流动，能够最大限度的保证水冷均匀，保证水冷铜坩埚 受热均匀。
本实用新型所具有的有益效果是：结构简单，改造方便，水流在水冷铜坩埚内流动性好，提高换热效果；从底部进入的水流经均流板作用后，能够充分保证水冷均匀，保证水冷铜坩埚的受热均匀，从而提高水冷铜坩埚的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为现有技术中的水冷铜坩埚结构示意图；
图中：1、埚体 2、底座 3、进水口 4、出水口 5、均流板 6、挡流板。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型做进一步描述。
实施例1：
如图1和图2所示，一种应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚，包括埚体1和底座2，埚体1底部通过连接件与底座2固定连接，埚体1与底座2之间沿埚体1外壁形成空腔，底座2中心部位与空腔通连形成进水口3，空腔上端两侧与埚体1通连形成出水口4，位于空腔内的进水口3上方设置有均流板5，且均流板5与埚体1的熔炼区底面积大小一致。
其中，该埚体1的熔炼区为圆台形结构，且上部直径大于底部直径。采用圆台形结构，一是增大冷却水与熔炼区外壁的接触面积，提高散热效果，二是由于圆台形结构的上部直径大于底部直径，电子束只扫射上部表面，因此增大了电子束扫射的面积，提高了电子束熔炼提纯的效果。
空腔内等距交错设置有挡流板6。等距交错设置的挡流板6能够增大水流的流动路径，提高换热效果，使水冷效果更好。
从水冷铜坩埚的底部进水，进入的水流会先向上冲击到均流板5上，然后再向四周流动，能够最大限度的保证水冷均匀，保证水冷铜坩埚受热均匀。
Claims (4)
1.一种应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚，包括埚体和底座，埚体底部通过连接件与底座固定连接，埚体与底座之间沿埚体外壁形成空腔，其特征在于底座中心部位与空腔通连形成进水口，空腔上端两侧与埚体通连形成出水口，位于空腔内的进水口上方设置有均流板，且均流板与埚体的熔炼区底面积大小一致。
2.根据权利要求1所述的应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚，其特征在于该埚体的熔炼区为圆柱形结构。
3.根据权利要求1所述的应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚，其特征在于该埚体的熔炼区为圆台形结构，且上部直径大于底部直径。
4.根据权利要求1～3任一所述的应用于电子束熔炼多晶硅的水冷铜坩埚，其特征在于空腔内等距交错设置有挡流板。
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