[发明专利]硅粉真空压实装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于硅材料处理利用技术领域，特别是一种硅粉真空压实装置及其方法。

背景技术

受益于光伏行业的快速发展，近年来太阳能级多晶硅材料的应用得到了迅猛发展。虽然几年来多晶硅的产量不断增加，但仍然赶不上多晶硅的需求，尤其是赶不上太阳能级多晶硅需求的增长速度，在全球范围内，太阳能级多晶硅的供需缺口越来越大，供不应求的状况愈演愈烈，这就要求我们不断发展新的方法或装置利用一切可以使用的硅原料，如硅粉。但对硅粉的利用需要我们在装炉前对其进行压实处理。行业内也有部分企业不经过压实直接装炉使用的，结果发现硅粉在抽真空阶段进入炉子真空管道，严重危害了炉子的使用性能。故大部分企业都在使用前对其优先压实，目前行业内对合格硅粉的压实通常采用机械压实，但这种方法的加工成本高，且由于加工环境及压实设备中金属器件的存在，给硅粉带来了二次污染，严重降低了硅粉的质量，并最终影响晶体质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：设计一种新的硅粉压实方法或装置，使其既能让硅粉得到充分利用，又不降低硅粉压实后的质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硅粉真空压实装置，包括可抽真空容器，在可抽真空容器上设置进气阀和抽真空阀，硅粉放置在可抽真空容器内。

进一步地，可抽真空容器包括外壳及其上盖，上盖盖在外壳上。

更进一步地，上盖和外壳之间通过多个紧固压脚彼此固定连接，上盖和外壳之间的密封面设置密封垫。

为避免硅粉在压实的过程中受到在污染，硅粉放置在石英坩埚内，石英坩埚放置在可抽真空容器中，该石英坩埚优选直拉单晶硅中承载硅料的石英坩埚。

可抽真空容器内设置基座，石英坩埚安放在基座内。

进一步地，为方便硅粉压实后石英坩埚的搬移，基座有两个半环部件组装而成，两个半环部件之间通过紧固压脚连接成一体，同时在石英坩埚与基座之间设置衬板保护石英坩埚。

为防止通过进气阀泄压时强大的气流对硅粉的直接冲刷，在可抽真空容器的进气阀的下方设置档风缓冲板，挡板缓冲板挂设在可抽真空容器的内壁上。

进一步的，在可抽真空容器上设置监测可抽真空容器内部压力的负压阀。

一种使用本技术方案中的装置进行硅粉真空压实的方法，首先将硅粉装入可抽真空容器内，然后真空泵通过抽真空阀将可抽真空容器抽真空，抽真空后打开进气阀，硅粉经过真空及气体吹压得到压实。

整个抽真空时间控制在28～30分钟，在真空度达到28mmHg时将流量调至最小并保持4～5分钟，然后关闭抽真空阀，迅速打开进气阀。

本发明的有益效果是：本发明提供的技术方案是在原有单晶炉的基础上增设的，利用该硅粉压实装置既可让硅粉得到充分利用，又避免了硅料的再污染；且该装置加工成本低、操作简单。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中的基座的结构示意图；

其中：1.外壳，2.基座，2-1.半环部件，3.石英坩埚，4.上盖，4-1.负压表，4-2.进气阀，4-3.抽真空阀，4-4.挡风缓冲板，5.衬板，6.紧固压脚，7.密封垫，8.硅粉。

具体实施方式

如图1所示的硅粉真空压实的装置，该装置包括可抽真空容器，在可抽真空容器上设置进气阀4-2、抽真空阀4-3以及监测可抽真空容器内部压力的负压阀4-1。可抽真空容器包括外壳1及其上盖4，上盖4盖在外壳1上。上盖4和外壳1之间通过多个紧固压脚6彼此固定连接，上盖4和外壳1之间的密封面设置密封垫7。硅粉8放置在石英坩埚3内，石英坩埚3放置在可抽真空容器中，该石英坩埚3优选直拉单晶硅中承载硅料的石英坩埚。可抽真空容器内设置基座2，石英坩埚3安放在基座2内。基座2有两个半环部件2-1组装而成，两个半环部件2-1之间通过紧固压脚6连接成一体，同时在石英坩埚3与基座2之间设置衬板5保护石英坩埚3。石英坩埚3侧面与基座2间的衬板5采用PP材料，石英坩埚3底部与基座2间垫的衬板5采用橡胶材料。在可抽真空容器的进气阀4-2的下方设置档风缓冲板4-4，挡板缓冲板4-4挂设在可抽真空容器的内壁上。

一种使用本技术方案中的装置进行硅粉真空压实的方法：硅粉8压实前，首先将直拉单晶硅专用石英坩埚3置于基座2上，然后将可供使用的硅粉8小心装入石英坩埚3内，用干净的洁净纸清理坩埚壁，盖上上盖4并固定好，连接真空泵抽真空，抽真空时必须非常慢的调节流量，使负压表4-1表针走速缓慢，要求整个抽真空时间控制在28～30分钟；在真空度达到28mmHg时将流量调至最小并保持4～5分钟后关闭抽真空阀4-3，迅速打开进气阀4-2。硅粉8在经过真空及气体吹压后得到压实，打开上盖4和基座2的紧固压脚6，将石英坩埚3连同压实后的硅粉8一起移入直拉单晶炉内完成后续的化料和拉晶过程。