一种智能一体化硅锭结晶器装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能一体化硅锭结晶器装置，不仅效果良好，方便装卸；结晶器设备同样结构简单，操作方便；当硅液熔化后，倒入结晶器内，通过移动小车运回升降装置上，合炉回温，通入保护气氛，然后进行程序运行结晶生长；结晶生长完成后冷却出炉，整个流程操作简单，实现硅液结晶成硅锭。该设备的功率45KVA，运行过程能耗较低；通入保护气氛到炉膛内，有效的保护着发热元器件，降低易损件的使用成本；设备控温比较精确，通过程序来控制整个结晶过程，同样有效的完成硅液的结晶，产品质量稳定；改设备部是真空设备不易产生爆炸等大的生产事故，安全性能高；该设备造价低廉，投入小，皮实耐用。
【专利说明】
一种智能一体化硅锭结晶器装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种光伏行业多晶硅料结晶设备，尤其是涉及一种智能一体化硅锭结晶器装置。
【背景技术】
[0002]用于光伏行业多晶硅料熔化后结晶生长的一种设备，由于光伏多晶硅料的定向凝固过程需要先对硅料进行熔化，然后定向结晶生长，硅液的生长需要在结晶设备容器内进行，大多的硅料的定向结晶是用铸锭炉完成的，硅料在同一铸锭炉内进行着熔化和定向凝固，这种设备价格昂贵，生产周期较长，无法实现硅料熔化和定向凝固分开进行，对设备要求过高。然而结晶器设备解决了这样困惑，熔化后的硅液可以倒入不同的结晶器设备进行硅锭的定向凝固生长，操作灵活，结晶方式简单，产品质量也稳定；同样可以达到铸锭炉的使用效果，对铸锭炉的设备结构进行了简化，降低设备固定投资，减少了高昂的加热部件。铸锭炉的加热元器件采用的都是高纯石墨，加热系统控制采用的功率调节控制器，炉体为不锈钢且结构复杂，体积庞大；运行功率200KVA甚至更大，电能耗非常高。铸锭炉生产的困扰在于结构复杂、易损件昂贵运行成本高和产能较低，有必要对铸锭设备进行改进，才能节约成本。
[0003]现在，对上述铸锭炉作业方式存在以下缺点:其一，铸锭炉设备结构复杂，造价昂贵，运行费用较高；其二，铸锭炉设备产能较低且无法分开进行熔化和定向；操作难度大，而且存在硅液洒，浪费的困扰；其三，铸锭炉设备操作难度较大，真空腔室安全性不高，容易产生生产事故；因此，亟需一种专用的新型结晶器设备，满足操作简单，安全性能提升，实现熔化和结晶在不同设备中进行，提高生产效率。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种于克服光伏行业硅锭结晶过程操作难度大，运行成本高，无法在不同设备中进行熔化和结晶，产能较低，生产效率差，解决了诸如此类的一系列问题，提供一种不仅可以实现操作简单，运行成本低；而且生产效率高；解决了现有铸锭设备生产周期长和产能低的问题，从安全节能的角度来看，还具有设备安全性好，能耗低的优势的一种智能一体化硅锭结晶器装置。
[0005]本实用新型的目的是以如下方式实现的:一种智能一体化硅锭结晶器装置，具有上炉体、下炉体，所述上炉体通过炉体支架与下炉体连接，位于所述上炉体上设有结晶器，所述下炉体包括升降装置、下炉体移动小车、加热元系统、保护气氛装置、冷却腔室和控温装置组成。
[0006]上述的一种智能一体化硅锭结晶器装置，所述结晶器是由石英坩祸、石墨护板和DS块组成，石英坩祸是容纳硅液的容器，坩祸壁经涂刷图层后防止硅液的污染；石墨护板是防止硅液对坩祸壁的容器压力对坩祸作用导致坩祸变形或破裂；DS块是高纯石墨块，对坩祸底部进行良好的导热，使硅液在结晶过程中定向生长。
[0007]上述的一种智能一体化硅锭结晶器装置，所述炉体支架是由四根14#高强度槽钢组成。
[0008]上述的一种智能一体化娃锭结晶器装置，所述上炉体采用8mm的钢板和10#加厚槽钢焊接而成；整个炉膛内采用复合式保温层、炉衬、耐火棉和耐火砖组成。
[0009]上述的一种智能一体化硅锭结晶器装置，所述的下炉体具有料台、耐火板、定位销和冷却腔室，所述料台底部设有定位销。
[0010]上述的一种智能一体化硅锭结晶器装置，所述的加热元系统包含硅钼棒、加热变压器、温控程序仪表和控制硅组成。
[0011]上述的一种智能一体化硅锭结晶器装置，所述的保护气氛装置通过进出气管路和陶瓷管道组成。
[0012]本实用新型的优点:本实用新型的一种智能一体化硅锭结晶器装置，不仅效果良好，方便装卸；结晶器设备同样结构简单，操作方便；当硅液熔化后，倒入结晶器内，通过移动小车运回升降装置上，合炉回温，通入保护气氛，然后进行程序运行结晶生长；结晶生长完成后冷却出炉，整个流程操作简单，实现硅液结晶成硅锭。该设备的功率45KVA，运行过程能耗较低；通入保护气氛到炉膛内，有效的保护着发热元器件，降低易损件的使用成本；设备控温比较精确，通过程序来控制整个结晶过程，同样有效的完成硅液的结晶，产品质量稳定；改设备部是真空设备不易产生爆炸等大的生产事故，安全性能高；该设备造价低廉，投入小，皮实耐用。
【附图说明】
[0013]为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0014]图1为本实用新型的主视结构示意图；
[0015]图2为本实用新型的左视结构示意图；
[0016]附图标记:1、上炉体，2、下炉体，3、炉体支架，4、结晶器，5、升降装置，6、下炉体移动小车，7、加热元系统，8、保护气氛装置，9、冷却腔室，10、控温装置，11、料台，12、耐火板，13、定位销，15、硅钼棒。
【具体实施方式】
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[0017]见图1至图2所示，一种智能一体化硅锭结晶器装置，具有上炉体1、下炉体2，所述上炉体I通过炉体支架3与下炉体2连接，位于所述上炉体I上设有结晶器4，所述下炉体2包括升降装置5、下炉体移动小车6、加热元系统7、保护气氛装置8、冷却腔室9和控温装置10组成。所述的结晶器4由石英坩祸、石墨护板和DS块组成，石英坩祸是容纳硅液的容器，坩祸壁经涂刷图层后防止硅液的污染；石墨护板是防止硅液对坩祸壁的容器压力对坩祸作用导致坩祸变形或破裂；DS块是高纯石墨块，对坩祸底部进行良好的导热，使硅液在结晶过程中定向生长。所述的炉体支架3为4根14#高强度槽钢，焊接在炉体底座和上炉体之间，炉体支架主要起到支撑上炉体的作用。所述的上炉体I由加强固定部分采用8mm的钢板和10#加厚槽钢焊接而成；整个炉膛内采用复合式保温层、炉衬、耐火棉和耐火砖组成。它们的作用主要是对上炉体进行保温，减少热量的损失。所述的下炉体2，此部分由料台、耐火板、定位销和冷却腔室等组成。它的作用主要是承载结晶器。所述升降装置5分为30mm承载钢板、机械剪刀叉和升降油和升降控制系统组成，它的作用是升降下炉体的作用，通过升降来控制上下炉体的开闭。所述的下炉体移动小车6，主要是有减速机和传动链组成，方便下炉体移动。所述的加热元系统7包含硅钼棒15、加热变压器、温控程序仪表和控制硅组成，精准的控制着程序温度，使硅液有效的进行结晶生长。所述的保护气氛装置8通过进出气管路和陶瓷管道组成，通入保护气氛防止加热硅钼棒的氧化和损坏作用，还起到均匀热场温度作用。所述的冷却腔室9，在硅液进行定向凝固的过程中，通入控制冷却气体到冷却腔室内，进行对结晶设备的冷却，硅液从而达到结晶生长的过程。所述的控温装置10，包括热电偶、无纸记录仪、温控程序仪表和功率控制器等组成，这些装置都为起到精准控温的作用，保证硅液结晶过程可控。
[0018]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能一体化硅锭结晶器装置，其特征在于:具有上炉体(I)、下炉体(2)，所述上炉体⑴通过炉体支架⑶与下炉体⑵连接，位于所述上炉体⑴上设有结晶器⑷，所述下炉体(2)包括升降装置(5)、下炉体移动小车(6)、加热元系统(7)、保护气氛装置(8)、冷却腔室(9)和控温装置(10)组成，所述结晶器⑷是由石英坩祸、石墨护板和DS块组成，石英坩祸是容纳硅液的容器，所述炉体支架(3)是由四根14#高强度槽钢组成，所述上炉体(I)采用8_的钢板和10#加厚槽钢焊接而成；整个炉膛内采用复合式保温层、炉衬、耐火棉和耐火砖组成，所述的下炉体(2)具有料台(11)、耐火板(12)、定位销(13)，所述料台(11)底部设有定位销(13)，所述的加热元系统(7)包含硅钼棒(15)、加热变压器、温控程序仪表和控制硅组成，所述的保护气氛装置(8)通过进出气管路和陶瓷管道组成。
【文档编号】C30B28/06GK205420599SQ201520618864
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年8月18日
【发明人】王进, 刘向荣
【申请人】常州续笙硅材料有限公司