[实用新型]一种多晶硅纯度优化设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金法提纯硅的设备，特别涉及一种多晶硅的纯度优化设备

背景技术

太阳能作为一种可再生绿色能源近些年引起各国高度重视，得到快速发展。硅材料作为太阳能电池的主要载体也得到了迅速发展。多晶硅太阳能电池由于成本低而成为电池的主流。多晶硅主要采用化学提纯、物理提纯两种方法进行尘产。目前，国内外大规模生产多晶硅的企业多采用氯化提纯技术，该技术是将冶金级硅与无水氯化氢进行反应尘成三氯氢硅，然后采用蒸馏提纯获得高纯的SiHC13，再在1100度的温度下用高纯氢气进行还原，获得纯度9N以上的多晶硅。虽然这种方式提纯效率高，但是，该技术投资规模大，生产过程中产生大量有害气体，需要非常复杂的工艺技术进行尾气处理利用。而使用区熔炉提纯硅，虽然提纯过程中不用坩埚等耗材，但尘产效率过低。对于使用石英和石墨坩埚的提纯技术来说，石英玻璃坩埚的主要不足是其变形温度和软化温度过低，当加热到1400-1500度时，石英玻璃变形加快，而石墨坩埚的价格很昂贵。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种成本低、技术成熟度高、环境污染小、工艺相对简单的多晶硅纯度优化设备。

本发明一种多晶硅纯度优化设备，包括加热炉体、坩埚、加热板、冷却装置、铸型升降装置，所述加热炉体为一罩壳结构，该加热炉体顶部设置有顶盖，该加热炉体一侧连接有真空泵，另一侧连接有阀体；所述坩埚设置在所述加热炉体内，所述冷却装置设置在该坩埚底部，设置在加热炉体底部的隔热板与所述冷却装置、加热炉体共同构成封闭腔体；所述坩埚外壁上设置加热板；所述冷却装置设置有热开关，该热开关与所述坩埚的底部连接，该冷却装置的底部分别设置有冷却水进口和冷却水出口；冷却装置周边设置有保温壁，该保温壁与所述隔热板连接；所述铸型升降装置设置在冷却装置的下部。

进一步，所述坩埚为陶瓷坩埚，在坩埚的内壁上设有涂层。所述炉体内设置有石墨加热棒，该石墨加热棒设置在坩埚的顶部。

上述装置相对于现有技术所取得的有益效果很明显，首先结构非常简单，其次应用水冷感应坩埚提纯多晶硅，避免了对提纯的多晶硅二次污染。再次，由于整个结晶过程中没有产生有害气体，因此，对环境污染小。此外，在进行加热和精炼的过程中，陶瓷坩埚的软化温度高达1700度，因此坩埚不发生翘曲，尺寸的稳定性和一致性非常好。

附图说明

附图1是本实用新型多晶硅纯度优化设备的结构图

附图2是本实用新型多晶硅提纯的示意图

图中，1、加热炉体，2、坩埚，3、加热板，4、冷却装置，5、铸型升降装置，6、顶盖，7、真空泵，8、阀体，9、隔热板，10、热开关，11、冷却水进口，12、冷却水出口，13、保温壁，14、涂层，15、石墨加热棒。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。

如附图1所示，本发明一种多晶硅纯度优化设备，包括加热炉体1、坩埚2、加热板3、冷却装置4、铸型升降装置5，加热炉体1为一罩壳结构，加热炉体1顶部设置有顶盖6，加热炉体1一侧连接有真空泵7，另一侧连接有阀体8；坩埚2设置在加热炉体1内，冷却装置4设置在该坩埚2的底部，设置在加热炉体1底部的隔热板9与冷却装置4、加热炉体1共同构成封闭腔体；坩埚1外壁上设置加热板3；冷却装置1设置有热开关10，热开关10与坩埚2的底部连接，冷却装置4的底部分别设置有冷却水进口11和冷却水出口12；冷却装置4周边设置有保温壁13，保温壁13与隔热板9连接；铸型升降装置5设置在冷却装置4的下部。

该多晶硅纯度优化设备的工作过程是这样的，将工业硅投入坩埚2，所说的工业硅的投入量不要超过坩埚容积的90％。关闭顶盖6，启动真空泵7将加热炉体1内的空气抽出。将加热板3的温度调节至1450度。待到工业硅全部融化后，关闭真空泵7，打开惰性气体阀体8，向加热炉体1内充气，以保证工业硅结晶时的质量。隔热板9和保温壁13的连接，保证了坩埚在移动时的密封。为了保证加热炉体1的温度，在坩埚2的顶部可以设置一个石墨加热棒15。此外，由于硅熔体和坩埚2长时间接触会产生粘滞性，使硅熔体和坩埚2紧密结合，当晶体冷却时，会造成坩埚2破裂。同时，由于长时间的接触，也会腐蚀坩埚2。因此，可以选择陶瓷坩埚，并在坩埚的内表面附着一层涂层，以防止上述现象的发生。

如图2所示，当硅料熔断时，热开关10关闭；结晶时，热开关10打开，将陶瓷坩埚2底部的热量通过冷却装置4中的冷凝水带走，形成温度梯度。同时，陶瓷坩埚2在铸型升降装置5的作用下，向下移动并脱离加热区域。