一種使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，涉及人工晶體制備領域，本發明專利技術通過在坩堝（9）的上方設置硅芯成型機構（4），在硅芯成型機構的上方設置籽晶夾頭（2），通過在硅芯成型機構上設置多個拉制孔（406），并通過冷卻介質對硅芯成型機構底面以上的空間冷卻形成低溫區，即形成下高上低的溫度梯度，同時還可以實現降低硅芯成型機構底面硅料融液的溫度，增加硅料融液的粘稠度，利于硅料融液跟隨籽晶結晶，可以對硅芯（13）進行冷卻，進而提高硅芯的拉制速度及降低拉制硅芯的橢圓度，本發明專利技術在實現多根硅芯同時拉制的同時還可以提高硅芯的拉制速度，有效的避免了碎硅料的資源浪費，適合大范圍的推廣和應用。推廣和應用。推廣和應用。
【技術實現步驟摘要】
一種使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置
[0001]
[0002]本專利技術涉及人工晶體制備領域，尤其涉及一種同時拉制多根硅芯的裝置，具體涉及一種使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置。
技術介紹
[0003]已知的，隨著信息技術和光伏產業的飛速發展及相關政策的利好，全球對多/單晶硅的需求增長迅猛，市場供不應求。受此影響，作為太陽能電池主要原料的多/單晶硅價格快速上漲，國內很多企業均在擴產。
[0004]多/單晶硅在整個生產過程中，硅芯的使用量非常大，現有的硅芯大多是通過區熔的方式制備獲得的（主要通過高頻線圈、籽晶夾頭來完成拉制過程），其工作原理如下：工作時通過給高頻線圈通入高頻電流，高頻感應加熱，使高頻線圈產生電流對原料棒產生磁力線，加熱后的原料棒上端頭形成融化區，然后將籽晶插入融化區，當籽晶的端頭與原料棒的融區融為一體后，慢慢提升籽晶，融化后的原料融液就會跟隨籽晶上升，形成一個新的柱形晶體，這個新的柱形晶體便是硅芯的制成品。
[0005]在實際生產過程中，發現硅芯制備過程中出現的余料，不小心折斷的硅芯，多/單晶硅生產企業在還原、切割、磨拋等工藝階段產生的碎料等處理非常繁瑣，很多企業為了圖省事，直接將上述碎料丟棄或者長期堆放在倉庫中，還有一些企業將上述碎料進行回收，通過直拉爐拉制成硅棒，然后使用硅棒再拉制成硅芯，這樣不僅增加了硅芯拉制的成本，還造成了較大的資源浪費等，那么如何將碎硅料進行再利用就成了本領域技術人員的長期技術訴求。
[0006]專利技術人通過檢索發現， 中國專利技術專利，專利號為200910064106.7，申請日為2009年1月20日，專利名稱為一種晶體碎料拉制硅芯及實施該方法的一種裝置，該專利中給出了一種使用晶體碎料拉制硅芯的裝置及方法，該專利雖說可以利用碎硅料拉制硅芯，但拉制出硅芯的橢圓度稍大，即良率稍低等。
技術實現思路
[0007]為了克服
技術介紹
中的不足，本專利技術提供了一種使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，本專利技術通過在坩堝的上方設置硅芯成型機構，在硅芯成型機構的上方設置籽晶夾頭，硅芯成型機構使溫度形成下高上低的溫度梯度，降低硅芯成型機構底面硅料融液的溫度，增加硅料融液的粘稠度，利于硅料融液跟隨籽晶結晶等，進而實現多根硅芯的同時拉制。
[0008]為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下技術方案：一種使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，包括爐室、上提拉機構、硅芯成型機構、加熱器和坩堝，在所述爐室的下部設有坩堝，在所述坩堝的外圍設置加熱器，或在坩堝的底部設置板狀加熱器，或在坩堝的外圍及底部分別設置加熱器和板狀加熱器，在坩堝開
口端的上方設有硅芯成型機構，所述硅芯成型機構的下端面處于坩堝開口端的上部且靠近坩堝內的硅料融液，在所述硅芯成型機構的上方設有籽晶夾頭，所述籽晶夾頭中的夾持件上夾持有籽晶形成所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置。
[0009]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述硅芯成型機構的下端面距離硅料融液液面的距離為1～50mm。
[0010]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述硅芯成型機構的第一結構為硅芯成型機構包括冷卻介質出管、冷卻介質入管和冷卻塊，所述冷卻介質出管和冷卻介質入管至少設置一組，在每組冷卻介質出管與冷卻介質入管的下端頭分別連接冷卻塊，所述冷卻塊的上面設有貫通至冷卻塊下面的拉制孔，在拉制孔外圍的冷卻塊上設有密閉的介質通道，所述介質通道的進口和出口分別連接冷卻介質入管和冷卻介質出管。
[0011]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述硅芯成型機構的第二結構為硅芯成型機構包括冷卻屏主體、冷卻介質出管、空腔盤和冷卻介質入管，在所述冷卻屏主體的下端設有空腔盤，所述冷卻屏主體上的腔體與空腔盤上的冷卻介質通道連通形成冷卻介質通路，所述冷卻介質通路分別連接冷卻介質出管和冷卻介質入管，在空腔盤的中部設有觀察孔或拉制孔，在觀察孔或拉制孔的外圍設置至少一個拉制孔，所述拉制孔設置為多個時，多個拉制孔環繞觀察孔設置，或多個拉制孔為中間設置一個，另外幾個環繞設置。
[0012]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述硅芯成型機構的第三結構為硅芯成型機構包括冷卻介質出管、冷卻介質入管和空腔盤，所述冷卻介質出管與冷卻介質入管的下端頭連接空腔盤，所述空腔盤上的冷卻介質通道與冷卻介質出管和冷卻介質入管連通組成冷卻介質通路，在空腔盤的中部設有觀察孔或拉制孔，在觀察孔或拉制孔的外圍設置至少一個拉制孔，所述拉制孔設置為多個時，多個拉制孔環繞觀察孔設置，或多個拉制孔為中間設置一個，另外幾個環繞設置。
[0013]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述空腔盤包括上板、連接柱和下板，在所述下板的上方設有上板，在上板上面的中部設有貫通至下板下面的觀察孔，由下板、上板和觀察孔形成的空腔為冷卻介質通道，在冷卻介質通道內設有復數個連接柱，每個連接柱的上端和下端分別連接上板和下板，在每個連接柱的中部分別設有拉制孔，在上板上分別設有至少一組貫通至冷卻介質通道的冷卻介質下入口和冷卻介質下出口。
[0014]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述硅芯成型機構的第四結構為硅芯成型機構包括進氣管、吹氣環主體、連接管、下吹氣環和吹氣孔，所述吹氣環主體為中空結構，吹氣環主體的外緣面上分別設有至少兩個進氣管，在吹氣環主體的下面間隔設有復數個連接管，在每個連接管的下端頭分別設有下吹氣環，在每個下吹氣環的內緣面上分別設有復數個吹氣孔。
[0015]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述籽晶夾頭為旋轉式籽晶夾頭或固定式籽晶夾頭。
[0016]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述旋轉式籽晶夾頭包括電機、連接盤、夾持件和旋轉機構，在連接盤上設有旋轉機構，所述旋轉機構的輸入端連接電機或旋轉機構的輸入端連接硬軸，硬軸的另一端延伸至爐室外后連接電機，在連接盤的下部設有至少兩個夾持件，所述每個夾持件連接旋轉機構使夾持件旋轉，所述連接盤的上部連接上提拉機構中的軟軸。
[0017]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述旋轉式籽晶夾頭的外部設有上冷卻屏。
[0018]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述坩堝內設有隔離環。
[0019]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述坩堝的上方設有自動加料管，所述自動加料管的下端頭對應坩堝的開口端，自動加料管的上端頭外接自動上料機構。
[0020]所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，所述坩堝的上方設有液面紅外測距儀。
[0021]由于采用如上所述的技術方案，本專利技術具有如下有益效果：本專利技術通過在坩堝的上方設置硅芯成型機構，在硅芯成型機構的上方設置籽晶夾頭，通過在硅芯成型機構上設置多個拉制孔，并通過冷卻介質對硅芯成型機構底面以上的空間冷卻形成低溫區，即形成下高上低的溫度梯度，同時還可以實現降低硅芯成型機構底面硅料融液的溫度，增加硅料融液的粘稠度，利于硅料融液跟隨籽晶結晶，最主要的是還可以對硅芯進行冷卻，進而提高硅芯的拉制速度及降低拉制硅芯的橢圓度，本專利技術在實現本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，包括爐室（1）、上提拉機構（2）、硅芯成型機構（4）、加熱器（8）和坩堝（9），其特征是：在所述爐室（1）的下部設有坩堝（9），在所述坩堝（9）的外圍設置加熱器（8），或在坩堝（9）的底部設置板狀加熱器（16），或在坩堝（9）的外圍及底部分別設置加熱器（8）和板狀加熱器（16），在坩堝（9）開口端的上方設有硅芯成型機構（4），所述硅芯成型機構（4）的下端面處于坩堝（9）開口端的上部且靠近坩堝（9）內的硅料融液（7），在所述硅芯成型機構（4）的上方設有籽晶夾頭（2），所述籽晶夾頭（2）中的夾持件（211）上夾持有籽晶形成所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置。2.根據權利要求1所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，其特征是：所述硅芯成型機構（4）的下端面距離硅料融液（7）液面的距離為1～50mm。3.根據權利要求1所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，其特征是：所述硅芯成型機構（4）的第一結構為硅芯成型機構（4）包括冷卻介質出管（401）、冷卻介質入管（402）和冷卻塊（407），所述冷卻介質出管（401）和冷卻介質入管（402）至少設置一組，在每組冷卻介質出管（401）與冷卻介質入管（402）的下端頭分別連接冷卻塊（407），所述冷卻塊（407）的上面設有貫通至冷卻塊（407）下面的拉制孔（406），在拉制孔（406）外圍的冷卻塊（407）上設有密閉的介質通道，所述介質通道的進口和出口分別連接冷卻介質入管（402）和冷卻介質出管（401）。4.根據權利要求1所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，其特征是：所述硅芯成型機構（4）的第二結構為硅芯成型機構（4）包括冷卻屏主體（412）、冷卻介質出管（413）、空腔盤（416）和冷卻介質入管（418），在所述冷卻屏主體（412）的下端設有空腔盤（416），所述冷卻屏主體（412）上的腔體與空腔盤（416）上的冷卻介質通道（419）連通形成冷卻介質通路，所述冷卻介質通路分別連接冷卻介質出管（413）和冷卻介質入管（418），在空腔盤（416）的中部設有觀察孔（417）或拉制孔（406），在觀察孔（417）或拉制孔（406）的外圍設置至少一個拉制孔（406），所述拉制孔（406）設置為多個時，多個拉制孔（406）環繞觀察孔（417）設置，或多個拉制孔（406）為中間設置一個，另外幾個環繞設置。5.根據權利要求1所述的使用碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置，其特征是：所述硅芯成型機構（4）的第三結構為硅芯成型機構（4）包括冷卻介質出管（401）、冷卻介質入管（402）和空腔盤（416），所述冷卻介質出管（401）與冷卻介質入管（402）的下端頭連接空腔盤（416），所述空腔盤（416）上的冷卻介質通道（419）與冷卻介質出管（401）和冷卻介質入管（402）連通組成冷卻介質通路，在空腔盤（416）的中部設有觀察孔（417）或拉制孔（406），在觀察孔（417）或...
【專利技術屬性】
技術研發人員：牛偉，
申請(專利權)人：牛偉，
類型：發明
國別省市：
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