CN203683725U - 一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板，包括碳纤维保温板、碳碳顶板和薄壁石墨件，在碳纤维保温顶板的内侧设有碳碳顶板，在碳纤维保温顶板和碳碳顶板的相对应位置开设数个排气孔，在排气孔中设有薄壁石墨件。所述排气孔直径为10-30mm。所述排气孔均布在碳纤维保温顶板四周，或设置在四个角部。所述排气孔数量为4-12个。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：（1）结构简单可靠，排气顺畅，能够有效降低硅锭的碳含量从而提高硅锭的品质；(2)能够降低杂质气体对碳纤维保温顶板的腐蚀，延长碳纤维保温顶板寿命；(3)不改变多晶硅铸锭炉原有构造，不会影响多晶硅铸锭炉正常工作，能耗小、成本低、操作性强，适合规模化生产。

Description

一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板

技术领域

本实用新型涉及多晶硅铸锭炉保温装置，尤其涉及一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板。

背景技术

太阳能光伏发电是可持续清洁能源之一，近几年来在各国都得到了快速发展，目前，在此行业中应用最为广泛的是硅晶体太阳能电池，主要分为单晶硅片和多晶硅片两类，其中多晶硅片以高产能、低能耗、低成本占据太阳能电池的重要地位。

定向凝固法生产的多晶硅相对直拉单晶硅来说，多晶硅锭杂质含量比较高，从而严重影响了多晶硅的品质。例如，碳含量过高会容易形成碳化硅沉淀、碳化硅夹杂、位错等缺陷，尤其碳化硅杂质在多晶硅锭切割工艺中会引起断线或线痕等，而且高缺陷会导致电池片漏电率高、转化率低。目前对多晶硅铸锭中碳含量的要求越来越高，因此对如何降低碳含量的研究是多晶硅铸锭厂家面临的重要课题。

多晶铸锭中碳元素的主要来源分为硅料自身带入的碳元素和热场内部部件挥发、反应的碳元素两大类。热场部件加热器、坩埚护板、DS块、碳碳盖板、碳碳顶板、碳纤维保温材料等在高温时都有含碳挥发物，高温下石英坩埚与石墨护板反应也会产生含碳气体，含碳气体及含碳挥发物若不及时排出到隔热笼外而进入硅液会污染硅锭；同时铸锭过程中产生的大量硅蒸汽及杂质气体若不能及时排出，会与碳纤维保温板反应并腐蚀碳纤维保温板，直接影响碳纤维保温板的使用寿命，因而能够及时畅通地排出杂质气体就显得非常重要。

目前行业内生产过程中普遍采用坩埚中央进气坩埚护板四周排气的形式，铸锭炉内产生的杂质气体通过顶板与侧板缝隙排出隔热笼外，再通过真空泵将杂质气体抽走。但这种非直排方式排气效果不理想，另外一些厂家为了降低能耗改造热场将缝隙减小，改造后杂质气体的排气通道非常容易堵塞，杂质气体在隔热笼内停留时间过长，增加了杂质气体与碳纤维保温材料的反应机会，从而杂质气体对碳纤维保温材料造成严重腐蚀。

申请号为201110135310.0（申请日为2011年5月24日）的中国专利公开了一种多晶硅铸锭炉热场及多晶硅铸锭炉，该多晶硅铸锭炉热场的保温隔热顶板和遮挡盖板上设置有进气孔和出气孔，且遮挡盖板的出气孔与保温隔热顶板的出气孔之间通过封闭的排气通道相连接，排气通道由石墨管或者碳化硅管或者氧化铝管制成。这种结构存在以下不足：（1）遮挡盖板与保温顶板之间在生产过程中存在相对运动，不能确保排气管在运动中的对正性；（2）遮挡盖板与保温顶板之间由排气管连接后，坩埚的热量直接传导到保温顶板，容易导致保温顶板受高温变形，降低使用寿命；（3）坩埚进出炉受影响。

发明内容

本实用新型提供了一种用于定向凝固法生产多晶硅，带有排气装置的多晶硅铸锭炉用碳纤维保温顶板，结构简单可靠，排气顺畅，不影响多晶硅铸锭炉正常工作，能够有效解决多晶硅铸锭炉的杂质气体排放问题，提高硅锭的品质和碳纤维保温材料的使用寿命。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板，包括碳纤维保温板、碳碳顶板和薄壁石墨件，在碳纤维保温板的内侧设有碳碳顶板，在碳纤维保温板和碳碳顶板的相对应位置开设数个排气孔，在排气孔中设有薄壁石墨件。

所述排气孔直径为10-30mm。

所述排气孔均布在碳纤维保温顶板四周，或设置在四个角部。

所述排气孔数量为4-12个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1）结构简单可靠，排气顺畅，能够有效降低硅锭的碳含量从而提高硅锭的品质；

2）能够降低杂质气体对碳纤维保温顶板的腐蚀，延长碳纤维保温顶板寿命；

3）不改变多晶硅铸锭炉原有构造，不会影响多晶硅铸锭炉正常工作，能耗小、成本低、操作性强，适合规模化生产。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的剖视图。

图3是图2的局部放大视图。

图4是基于本实用新型的多晶硅铸锭炉热场结构示意图。

图中：1.碳纤维保温板 2.石墨电极安装孔 3.碳纤维保温板与碳碳顶板组装孔 4.石墨电极吊装孔 5.充气孔 6.排气孔 7.薄壁石墨件 8.隔热笼 9.保温底板 10.石英坩埚 11.坩埚护板 12.热交换块（DS块） 13.碳碳顶板

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

【实施例1】如图1-图3所示，是一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板的结构示意图，所述碳纤维保温顶板包括碳纤维保温板、碳碳顶板和薄壁石墨件，在碳纤维保温板1的内侧通过螺栓固定有碳碳顶板13，在碳纤维保温板1和碳碳顶板13的相对应位置开设排气孔6，本实施例是在四个角部开设通孔，每个角开设2个直径为20mm的排气孔6，在每个排气孔6中安装一个薄壁石墨件7。

由于长时间排气，大量杂质会聚集而堵塞排气孔6造成排气不畅，故需要定期清理，为了防止清理杂质对碳纤维保温板1造成损伤，故在每个排气孔6内安装一个薄壁石墨件7，实际效果良好，明显解决了杂质气体的排放问题，而且降低了硅锭中碳含量，提高了碳纤维保温材料的寿命。排气孔6的大小及个数可根据碳纤维保温板的实际尺寸不同而定，排气孔6直径通常为10-30mm，个数4-12个，可均布在碳纤维保温板四周，也可以在四个角部。

见图4，是基于本实用新型的多晶硅铸锭炉热场结构示意图，包括隔热笼8，置于隔热笼8上部的碳纤维保温顶板1和置于隔热笼8下部的保温底板9、置于隔热笼8内部的石英坩埚10、坩埚护板11、和热交换块（DS块）12。工作时，外部的保护气由碳纤维保温顶板中部的充气孔5中注入热场内部，在气压的作用下直接流向石英坩埚10内的硅液表面起到保护作用，产生的杂质气体向热场四周扩散，并通过设在碳纤维保温顶板四周或角部的排气孔排到热场外部，避免对热场中的部件造成腐蚀。带排气装置的碳纤维保温顶板结构简单可靠，排气顺畅，能够有效降低硅锭的碳含量从而提高硅锭的品质；并且能够降低杂质气体对碳纤维保温顶板的腐蚀，延长碳纤维保温顶板寿命。同时因为保留了多晶硅铸锭炉的原有构造，不会影响多晶硅铸锭炉正常工作。

本实施例中应用的碳纤维保温顶板，在生产实际中较好地解决了多晶硅过程中杂质气体杂质排气受阻问题，减少了杂质气体与保温材料反应机会，从而降低了硅锭中碳含量和提高了碳纤维保温材料的寿命。

本说明书中所述的具体实例只是说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。基于本实用新型思想的其它实施例，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板，包括碳纤维保温板、碳碳顶板和薄壁石墨件，其特征在于，在碳纤维保温顶板的内侧设有碳碳顶板，在碳纤维保温板和碳碳顶板的相对应位置开设数个排气孔，在排气孔中设有薄壁石墨件。

2.根据权利要求1所述的一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板，其特征在于，所述排气孔直径为10-30mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板，其特征在于，所述排气孔均布在碳纤维保温顶板四周，或设置在四个角部。

4.根据权利要求1或2所述的一种多晶硅铸锭炉用带排气装置的碳纤维保温顶板，其特征在于，所述排气孔数量为4-12个。

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