一种单晶硅坩埚脱模装置的制作方法

本实用新型涉及晶体硅太阳能电池生产技术领域，特别是一种单晶坩埚装置。

背景技术：

单晶硅在拉制完成后，石英坩埚需要从碳碳坩埚取出。高温下石英坩埚偏软，在自身重量和内部硅熔体的重量的压迫下形状发生轻微变化，固定在碳碳坩埚中部区域的石英坩埚发生膨胀，导致冷却后石英坩埚夹紧于碳碳坩埚内难以取出。目前常规的处理方法是人工敲打石英坩埚，使碳碳坩埚内部的石英坩埚发生碎裂，通过不断去除碎裂石英坩埚片最终实现石英坩埚从碳碳坩埚中分离的目的。整个操作过程效率较低劳动强度大，且容易导致碳碳坩埚自身受损，因而亟需自动化设备解决此问题。

单晶坩埚脱模设备是针对单晶拉制生产过程中石英坩埚难以从碳碳坩埚中取出的问题而研制的顺利脱模装置。顺利脱模含义为将石英坩埚从碳碳坩埚中分离，并尽可能避免持碳碳坩埚收到强烈机械冲击。

技术实现要素：

拉晶高温过程，石英坩埚发生软化，石英坩埚与碳碳坩埚结合紧密，而且二者的接触面存在粗糙纹理，增加了二者之间的摩擦力，难以在不改变二者形状前提下将二者分离。如果要求二者分离过程不损伤碳碳坩埚，则需在最低成本前题下破坏石英坩埚。本项目将石英坩埚切割与后续分离操作集成到同一台设备中。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种单晶硅坩埚脱模装置，该装置包括机架、用于对石英坩埚内壁切割或开槽的锯片、用于撑裂石英坩埚的楔形片、支持锯片和楔形片相互轮转和升降的支撑装置和将坩埚顶紧于驱动轮的配重装置。

进一步的，机架上安装有旋转托盘，旋转托盘放置在轨道上，旋转托盘承载坩埚并支持坩埚做旋转运动，同时，旋转托盘可支持坩埚沿着轨道平移，从而实现坩埚旋转、平移组合动作。

进一步的，楔形片为部分薄、部分厚的圆形片状结构；楔形片在旋转过程中，薄的部分方便插入锯片在石英坩埚内壁切割出的缝隙或切割槽内，厚的部分用来撑开裂缝或撑裂切割槽。

进一步的，锯片和楔形片安装在同一个旋转支撑臂上，支撑臂通过旋转实现锯片和楔形片的相互轮转达到交替与坩埚内壁接触的作用，支撑臂可通过轨道或伸缩杆作上下运动。

进一步的，通过滑轮和钢丝将配重所受的重力传递给顶紧轮，利用顶紧轮将坩埚顶紧在驱动轮上。

本实用新型所达到的有益效果是：

(1)本发明在作业过程对碳碳坩埚震动极小，大大降低碳碳坩埚使用成本；

(2)本发明可大大降低工作人员劳动强度；

(3)本发明可对温度较高的坩埚进行作业，大大缩短坩埚等待时间提高碳碳坩埚循环效率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1所示，一种单晶硅坩埚脱模装置，装置包括机架1、用于对石英坩埚内壁切割或开槽的锯片5、用于撑裂石英坩埚的楔形片6、支持锯片5和楔形片6相互轮转和升降的支撑臂9和将坩埚顶紧于驱动轮的配重装置7。

机架1上安装有旋转托盘3，旋转托盘3放置在轨道上，旋转托盘3承载坩埚4并支持坩埚做旋转运动，同时，旋转托盘3可支持坩埚4沿着轨道平移，从而实现坩埚旋转、平移组合动作。

锯片5和楔形片6安装在同一个旋转支撑臂9上，支撑臂9通过旋转实现锯片5和楔形片6的相互轮转达到交替与坩埚4内壁接触的作用，支撑臂9可通过轨道或伸缩杆作上下运动。

通过滑轮和钢丝将配重7所受的重力传递给顶紧轮2，利用顶紧轮2将坩埚顶紧在驱动轮8上。

首先将坩埚4倒扣放置于滑动旋转托盘3上，坩埚4外层为碳坩埚，内层石英坩埚。坩埚4在顶紧轮2的作用下贴紧驱动轮8。驱动轮8可驱动坩埚4旋转一定的角度。

在不同的角度上将坩埚4内壁切割出特定深度裂缝或凹槽，然后将切割锯片5轮换成楔形片6，插入裂缝或凹槽内，将裂缝或凹槽进一步撑大，使石英坩埚开裂，从碳碳坩埚内壁分离。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

技术特征：

1.一种单晶硅坩埚脱模装置，其特征在于，该装置包括机架、用于对石英坩埚内壁切割或开槽的锯片、用于撑裂石英坩埚的楔形片、支持锯片和楔形片相互轮转和升降的支撑装置和将坩埚顶紧于驱动轮的配重装置；

机架上安装有旋转托盘，旋转托盘放置在轨道上，旋转托盘承载坩埚并支持坩埚做旋转运动，同时，旋转托盘可支持坩埚沿着轨道平移，从而实现坩埚旋转、平移组合动作；

锯片和楔形片安装在同一个旋转支撑臂上，支撑臂通过旋转实现锯片和楔形片的相互轮转达到交替与坩埚内壁接触的作用，支撑臂可通过轨道或伸缩杆作上下运动；

通过滑轮和钢丝将配重所受的重力传递给顶紧轮，利用顶紧轮将坩埚顶紧在驱动轮上。

技术总结
一种单晶硅坩埚脱模装置，该装置包括机架、用于对石英坩埚内壁切割或开槽的锯片、用于撑裂石英坩埚的楔形片、支持锯片和楔形片相互轮转和升降的支撑装置、将坩埚顶紧于驱动轮的配重装置。该装置可取代人工敲击实现非敲击式脱模，实现碳碳坩埚与石英坩埚的顺利分离，一方面可大大降低工作人员劳动强度，另一方面在作业过程对碳碳坩埚震动极小，大大降低碳碳坩埚的损坏几率，从而显著降低碳碳坩埚使用成本；其次，本发明可对温度较高的坩埚进行作业，大大缩短坩埚等待时间提高碳碳坩埚循环效率。

技术研发人员：尹长浩
受保护的技术使用者：尹长浩
技术研发日：2020.10.14
技术公布日：2021.07.20