應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于多晶硅提純領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板，包括坩堝底護(hù)板和坩堝壁護(hù)板，坩堝底護(hù)板上表面開設(shè)有圓形凹槽，坩堝壁護(hù)板位于圓形凹槽內(nèi)，其特征在于坩堝壁護(hù)板沿圓周方向等分成石墨片，相鄰石墨片間有縫隙。本實(shí)用新型所具有的有益效果是：（1）裝置結(jié)構(gòu)改造簡(jiǎn)單，可以有效的提高定向凝固提純效果；（2）由于坩堝壁護(hù)板是分體式結(jié)構(gòu)，部分損壞時(shí)可以方便更換，從而有效的降低成本。
【專利說明】應(yīng)用于多晶娃定向凝固提純的石墨護(hù)板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于多晶硅提純領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)已成為世界能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，但人均能源消費(fèi)水平還很低。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)能源需求將持續(xù)增長(zhǎng)，針對(duì)目前的能源緊張狀況，世界各國(guó)都在進(jìn)行深刻的思考，并努力提高能源利用效率，促進(jìn)可再生能源的開發(fā)和應(yīng)用，減少對(duì)進(jìn)口石油的依賴，加強(qiáng)能源安全。
[0003]作為可再生能源的重要發(fā)展方向之一的太陽(yáng)能光伏發(fā)電近年來發(fā)展迅猛，其所占比重越來越大。根據(jù)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，中國(guó)力爭(zhēng)使太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到1.8GW (百萬(wàn)千瓦)，到2050年將達(dá)到600GW。預(yù)計(jì)到2050年，中國(guó)可再生能源的電力裝機(jī)將占全國(guó)電力裝機(jī)的25%，其中光伏發(fā)電裝機(jī)將占到5%。預(yù)計(jì)2030年之前，中國(guó)太陽(yáng)能裝機(jī)容量的復(fù)合增長(zhǎng)率將高達(dá)25%以上。
[0004]太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展依賴于對(duì)硅原料的提純。在對(duì)硅原料進(jìn)行提純的過程中，存在一個(gè)關(guān)鍵的、必不可少的環(huán)節(jié)，就是對(duì)硅原料進(jìn)行定向凝固提純，所用到的定向凝固技術(shù)廣泛應(yīng)用于冶金提純領(lǐng)域。利用硅原料中硅與金屬雜質(zhì)之間的分凝系數(shù)存在較大差異的這一特點(diǎn)，采用布里奇曼法，利用水冷拉錠機(jī)構(gòu)將石英坩堝慢慢拉出感應(yīng)線圈的熱場(chǎng)，在凝固過程中，坩堝底端的硅液首先開始凝固，為達(dá)到分凝平衡，分凝系數(shù)小的雜質(zhì)從凝固的硅中向液態(tài)不斷擴(kuò)散分離出來而聚集在液態(tài)，隨著凝固不斷進(jìn)行，金屬雜質(zhì)在液態(tài)中的濃度越來越高，最后在鑄錠的頂端凝固下來，凝固完成后在較高溫度下保溫一段時(shí)間，使各成分充分?jǐn)U散以達(dá)到分凝平衡，最后將金屬雜質(zhì)含量較高的一端去除，得到提純的多晶硅鑄錠。
[0005]目前，在定向凝固過程中，石英坩堝側(cè)壁及底部需要加裝石墨護(hù)板，是防止生產(chǎn)過程中石英坩堝破裂導(dǎo)致硅液流出，從而燒壞爐體發(fā)生危險(xiǎn)。當(dāng)處于磁場(chǎng)中時(shí)，由于石墨發(fā)熱體的高導(dǎo)電性而在內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，進(jìn)而進(jìn)行發(fā)熱。在熔煉階段，由于石墨護(hù)板與感應(yīng)線圈之間有石墨發(fā)熱體，石墨發(fā)熱體對(duì)向內(nèi)的磁場(chǎng)具有屏蔽作用，石墨護(hù)板基本不會(huì)受:感應(yīng)磁場(chǎng)的作用而發(fā)熱。但是，在拉錠過程中時(shí)，石墨護(hù)板跟隨石英坩堝向下運(yùn)動(dòng)，慢慢脫離石墨發(fā)熱體對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽的范圍，開始受到感應(yīng)磁場(chǎng)的影響，從而會(huì)造成剛開始凝固的硅液又重新熔化，需要不斷向下拉才能再次凝固，增長(zhǎng)了定向凝固的時(shí)間，增加了定向提純的成本，并且嚴(yán)重影響定向凝固提純的效果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板，通過對(duì)原有石墨護(hù)板的結(jié)構(gòu)改造，降低感應(yīng)線圈對(duì)石墨護(hù)板的影響，減少定向凝固的時(shí)間，降低定向提純多晶硅的成本，有效的避免硅凝固后重熔現(xiàn)象，進(jìn)而提高定向凝固的提純效果。[0007]本實(shí)用新型所述的一種應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板，包括坩堝底護(hù)板和坩堝壁護(hù)板，坩堝底護(hù)板上表面開設(shè)有圓形凹槽，坩堝壁護(hù)板位于圓形凹槽內(nèi)，坩堝壁護(hù)板沿圓周方向等分成石墨片，相鄰石墨片間有縫隙。
[0008]其中，坩堝壁護(hù)板沿圓周方向優(yōu)選等分成6?12塊石墨片。
[0009]相鄰的石墨片間的縫隙寬度優(yōu)選為0.5?2mm，根據(jù)硅熔體的物理特性，此范圍的縫隙即便石英坩堝破碎，硅熔體也不會(huì)流出，縫隙寬度小于此范圍，對(duì)切割或者拼接工藝要求太高，只會(huì)增加成本。
[0010]坩堝壁護(hù)板上部外圍優(yōu)選圍繞有石墨卡環(huán)，石墨卡環(huán)主要起到固定的作用，使坩堝壁護(hù)板更加穩(wěn)定的貼附在石英坩堝外表面。
[0011]本實(shí)用新型將之前整體式的坩堝壁護(hù)板改造成分體式坩堝壁護(hù)板，每一塊石墨片在自身內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流，石墨片之間的電流被縫隙隔斷，整體的渦流效應(yīng)減弱，熱生成量也有效的降低，凝固的硅液不會(huì)再次熔化，雜質(zhì)也不會(huì)再反向凝固。
[0012]本實(shí)用新型所具有的有益效果是:(1)裝置結(jié)構(gòu)改造簡(jiǎn)單，可以有效的提高定向凝固提純效果；(2)由于坩堝壁護(hù)板是分體式結(jié)構(gòu)，部分損壞時(shí)可以方便更換，從而有效的降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:1、坩堝底護(hù)板2、坩堝壁護(hù)板3、石墨卡環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
[0016]實(shí)施例1
[0017]如圖1所示，一種應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板，包括坩堝底護(hù)板I和坩堝壁護(hù)板2，坩堝底護(hù)板I上表面開設(shè)有圓形凹槽，坩堝壁護(hù)板2位于圓形凹槽內(nèi)，坩堝壁護(hù)板2沿圓周方向等分成石墨片，相鄰石墨片間有縫隙。
[0018]其中，坩堝壁護(hù)板2沿圓周方向等分成6塊石墨片。
[0019]相鄰的石墨片間的縫隙寬度為2mm。
[0020]坩堝壁護(hù)板2上部外圍圍繞有石墨卡環(huán)3，石墨卡環(huán)3主要起到固定的作用，使坩堝壁護(hù)板2更加穩(wěn)定的貼附在石英坩堝外表面。
[0021]本實(shí)用新型將之前整體式的坩堝壁護(hù)板改造成分體式坩堝壁護(hù)板2，每一塊石墨片在自身內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流，石墨片之間的電流被縫隙隔斷，整體的渦流效應(yīng)減弱，熱生成量也有效的降低，凝固的硅液不會(huì)再次熔化，雜質(zhì)也不會(huì)再反向凝固。
[0022]本裝置結(jié)構(gòu)改造簡(jiǎn)單，可以有效的提高定向凝固提純效果。由于坩堝壁護(hù)板2是分體式結(jié)構(gòu)，部分損壞時(shí)可以方便更換，從而有效的降低成本。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板，包括坩堝底護(hù)板和坩堝壁護(hù)板，坩堝底護(hù)板上表面開設(shè)有圓形凹槽，坩堝壁護(hù)板位于圓形凹槽內(nèi)，其特征在于坩堝壁護(hù)板沿圓周方向等分成石墨片，相鄰石墨片間有縫隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板，其特征在于坩堝壁護(hù)板沿圓周方向等分成6?12塊石墨片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板，其特征在于相鄰的石墨片間的縫隙寬度為0.5?2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于多晶硅定向凝固提純的石墨護(hù)板，其特征在于坩堝壁護(hù)板上部外圍圍繞有石墨卡環(huán)。
【文檔編號(hào)】C01B33/037GK203558860SQ201320678501
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】譚毅, 溫書濤, 袁濤, 陳磊, 姜大川 申請(qǐng)人:青島隆盛晶硅科技有限公司