[實用新型]一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置

有效

• 申請號: 201220491980.6
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN202881434U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 譚毅;姜大川;胡志剛
• 申請（專利權）人: 青島隆盛晶硅科技有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于隔熱保溫技術領域，特別涉及一種反向誘導凝固用保溫套筒裝置。

背景技術

太陽能光伏產業的發展依賴于對硅原料的提純，在對硅原料進行提純的過程中，定向凝固方法對去除硅原料中分凝系數非常小的金屬雜質至關重要，是目前提純太陽能級多晶硅提純的最有效的方法之一，此外，定向凝固技術廣泛應用于冶金提純。定向凝固是采用強制的手段在熔體中形成特定方向的溫度梯度，使溫度低的部位的熔體結晶成核，成為熔體凝固的起點首先凝固，由于溫度梯度的存在，熔體沿著熱流相反的方向凝固，獲得具有特定取向的柱狀晶。定向凝固提純是利用雜質元素在熔體與固體中的溶解度不同，在凝固過程中分凝系數較小的雜質元素被推向固液界面前沿，在熔體中不斷富集，最后在鑄錠的尾部凝固，將鑄錠尾部切除，即可達到提純的目的。

傳統的定向凝固技術可以使滿足太陽能級多晶硅的鑄錠成品率達到70-80%，多晶硅鑄錠尾部雜質含量較高而被切除，造成能源和原料的極大浪費，在傳統的定向凝固技術之上，為進一步提高鑄錠成品率，節約能源和成本，特提出了一種反向誘導凝固提純多晶硅的方法，利用此種方法進行提純需要特定的設備及裝置，而目前工業上沒有可用的相關的保溫套筒裝置，因此我們提出了本專利的保溫裝置。

實用新型內容

本實用新型為克服以上不足，提供了一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，該裝置構造簡單，使用方便，能產生特定梯度溫差，實現溫度的有效控制，達到反向誘導凝固的目的。

本實用新型為實現上述目標所采用的技術方案是：一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，包括套筒本體、臺階和內孔，其特征是：套筒本體為空心圓柱筒狀，其上部沿徑向設置至少一個臺階，套筒本體及臺階內部形成內孔。

所述套筒本體采用碳氈套筒本體；臺階采用碳氈臺階。

所述設置于套筒本體之上的臺階的個數為1-8個。

所述臺階與套筒本體整體制成或是采用與套筒本體外徑不同、內徑相同的空心圓柱筒同軸向堆疊而成。

本實用新型的創新之處在于：將保溫套筒設計成多階型，套筒上部保溫層較厚，熔體上部保溫效果較好，而熔體下部保溫層較薄，散熱效果較好，保證熔體上下形成明顯的溫度差，增強了定向凝固的效果，達到了反向誘導提純多晶硅的目的。

附圖說明

圖1一種反向誘導凝固用一階型保溫套筒裝置立體結構示意圖；

圖2一種反向誘導凝固用一階型保溫套筒裝置剖面結構示意圖；

圖3一種反向誘導凝固用二階型保溫套筒裝置立體結構示意圖；

圖4一種反向誘導凝固用二階型保溫套筒裝置剖面結構示意圖。

圖中，1、臺階，2、套筒本體，3、內孔。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖詳細說明本發明，但本發明并不局限于具體實施例。

實施例1

圖1、2所示為一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，其為一階型保溫套筒裝置，套筒本體2為空心圓柱筒狀，其上部沿徑向設置一個臺階1，套筒本體2與臺階1為整體制成的，套筒本體及臺階內部形成內孔3，套筒本體采用碳氈套筒本體；臺階采用碳氈臺階。

使用時，坩堝置于保溫套筒內徑并貫穿整個內徑，保溫套筒通過固定支架固定安裝于爐體內壁。其反向誘導凝固提純原理如下：套筒上部厚度較大，下部厚度較小，熔體在凝固保溫過程中，上部熔體散熱慢，溫度較高，下部熔體散熱快，溫度較低，這樣就在熔體內部形成了一個比較明顯的溫度梯度，溫度低的部位溫度先到達熔體凝固線，結晶析出，溫度高的部位則保持熔融態，因分凝系數大小不一，雜質從凝固結晶部位不斷析出擴散到熔體內，隨著溫度的不斷降低，熔體不斷凝固，雜質不斷析出擴散到熔體中富集，待凝固完成90~95%時，向坩堝中添加落粉，落粉作為形核劑反向誘導熔體迅速凝固，抑制雜質在保溫過程中的反向擴散，提高成品率到93%，保溫套筒可以控制熔體內溫度梯度，有助于反向誘導凝固提純。

實施例2

圖3、4所示為一種反向誘導凝固用多階型保溫套筒裝置，其為二階型保溫套筒裝置，套筒本體2為空心圓柱筒狀，由2個外徑不同、內徑相同的空心圓柱筒通過粘結劑同軸向堆疊粘接于套筒本體之上，最終形成一個整體，套筒本體及臺階內部形成內孔3，套筒本體采用碳氈套筒本體；臺階采用碳氈臺階，形成3種不同的保溫厚度的保溫套筒裝置。

使用時，坩堝置于保溫套筒內徑并貫穿整個內徑，保溫套筒通過固定支架固定安裝于爐體內壁。其反向誘導凝固提純原理如下：套筒上部厚度較大，下部厚度較小，熔體在凝固保溫過程中，上部熔體散熱慢，溫度較高，下部熔體散熱快，溫度較低，這樣就在熔體內部形成了一個比較明顯的溫度梯度，溫度低的部位溫度先到達熔體凝固線，結晶析出，溫度高的部位則保持熔融態，因分凝系數大小不一，雜質從凝固結晶部位不斷析出擴散到熔體內，隨著溫度的不斷降低，熔體不斷凝固，雜質不斷析出擴散到熔體中富集，待凝固完成90~95%時，向坩堝中添加落粉，落粉作為形核劑反向誘導熔體迅速凝固，抑制雜質在保溫過程中的反向擴散，提高成品率到96%，保溫套筒可以控制熔體內溫度梯度，有助于反向誘導凝固提純。