[發明專利]生產十二或十三根硅芯的高頻線圈

在審

• 申請號: 201210345695.8
• 申請日: 2012-09-09
• 公開（公告）號: CN103668439A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉朝軒
• 申請（專利權）人: 洛陽金諾機械工程有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及高頻線圈技術領域，尤其是涉及一種生產十二或十三根硅芯的高頻線圈。

【背景技術】

目前，硅芯在國內使用量非常巨大；現有的硅芯、單晶硅及其它材料晶體區熔方式生產的工藝過程中，大多使用的是一種單目高頻線圈，其工作原理是：工作時通過給高頻線圈通入高頻電流，使高頻線圈產生電流對原料棒進行感應加熱，加熱后的原料棒上端頭形成融化區，然后將仔晶通過拉制孔后插入原料棒上端的熔化區，然后慢慢提升仔晶，熔化后的原料就會跟隨仔晶上升，形成一個新的柱形晶體，這個新的柱形晶體便是硅芯或其它材料晶體的制成品。

本設計人在先申請了多項發明或實用新型的高頻線圈專利，使得單根硅芯的拉制國內基本結束，使用中雖然得到了較好的技術效果，但如何在高頻線圈上分布較多的拉制孔和拉制出的硅芯橢圓度問題一直是一個技術瓶頸，這主要是高頻線圈電流分布問題的限制，若拉制孔設置過多，便會使得原料棒的受熱不勻，局部化料不徹底，也就是對應拉制孔或化料孔形成的小溶區在拉制過程中，小溶區處的融化原料供應不了拉制所需，相應的拉制根數也得不到拓展，在先申請中的拉制孔通過改變為球拍形拉制孔或水滴形拉制孔，使得橢圓度問題得以較大的克服。

需要解釋的是在高頻線圈上孔位布局不是隨便的，也就是高頻線圈上設置多少個拉制孔，拉制孔位置如何排列，相對應的電壓調整、籽晶夾頭結構等均需要做適應性調整，設備的匹配程度也是主要環節，所以高頻線圈拉制孔的數量必須對應相應設備，形成一個可適應設備的關鍵零部件。

在本人近期多次實驗中發現，球拍形拉制孔或水滴形拉制孔上設置的引流槽或“V”形豁口引流作用明顯，可以說是高頻線圈技術領域的一項創舉，突破了原有拉制孔的圓形或略帶橢圓格局，也就是引流槽或“V”形豁口可以有效克服拉制根數限制的技術瓶頸，使得拉制數量得到提升，而且對于原料棒上端減少局部溫度過低不能夠化料也具有很好的益處，得到了相對穩定的原料融化；需要說明的是，高頻線圈看似一個簡單的銅板，實際制作難度極高，所以高頻線圈的單個售價都在3000元以上，其中的制作研發為主要成本；而且高頻線圈屬于易耗品，也就是原料棒上端以及拉制過程中的硅芯都不得與高頻線圈有任何接觸，一旦出現接觸便會出現瞬間打火，這時不得不停爐進行高頻線圈的更換，這中間的停爐成本、線圈成本以及耗費工時都是難以克服的生產成本，通常情況下一個高頻線圈使用期限在一個月左右。

多晶硅是太陽能光伏發電產業鏈的重要組成部分。光伏發電產業鏈從上游到下游，主要包括的產業鏈條包括多晶硅、硅片、電池片以及電池組件。整個光伏產業的利潤和成本幾乎都集中在上游的多晶硅生產環節，也就是使用高頻線圈的晶體拉制，還原爐的晶體還原過程耗電量和加工成本占到很大部分。

但是，由于歐洲金融危機的出現和國外技術的提升，美國對本國的多晶硅加工企業使用政府補貼方法，使得具有高技術和政府補貼的企業可以低價銷售，對于我國企業采取高關稅政策，并且歐洲國家紛紛取消太陽能補貼，國外訂單銳減，多晶硅價格一路暴跌。所以擺在我國多晶硅企業面前的是實實在在的生存問題。

事實上，多晶硅價格降低，終端市場價格也在降低，多晶硅的制作成本我國現在還無法跟國外先進的多晶硅企業相媲美，我們中國的多晶硅是迎合了太陽能光伏產業發展的需要而匆忙上陣的一個模式；無論是自主研發還是引進設備、技術的企業，與國際先進技術相比，仍然有較大差距。

本發明人在試驗成功的同時拉制多根硅芯技術“一爐五芯”，實現了國內的多根硅芯同時拉制技術突破，節能效果明顯，成為江蘇中能、洛陽中硅等大型多晶硅企業的主選設備，不僅獲得了生產、用電成本的大幅度降低，也獲得了巨大的商業成功。

然而，進一步降低成本是發明人不懈的技術訴求，只有降低生產成本，一次拉制出更多的硅芯，多晶硅行業才能夠有效增強競爭力，這也是我國多晶硅行業起死回生的必經之路。

參考文獻：

網上對于本發明人在先申請技術的報道【我國硅材料生產實現“一爐五芯”】；

鏈接網址http：//www.cpcia.org.cn/html/news/20094/65746_9044.shtml

以下為相關中國專利申請；

1、專利或申請號、200810182052.X；專利名稱、可同時生產七根硅芯及其它晶體材料的高頻線圈結構；

2、專利或申請號、200810182053.4；專利名稱、可同時生產八根硅芯及其它晶體材料的高頻線圈結構；

3、專利或申請號、200810182055.3；專利名稱、可同時生產五根硅芯及其它晶體材料的高頻線圈結構；