[發明專利]一種用于使用碎硅料同時拉制多根硅芯的冷卻裝置

在審

• 申請號: 202110773505.1
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113481589A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 牛偉
• 申請（專利權）人: 牛偉
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B28/10;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種用于使用碎硅料同時拉制多根硅芯的冷卻裝置，涉及人工晶體制備領域，本發明通過冷卻介質出管（1）和冷卻介質入管（2）與冷卻塊（7）連接形成一個冷卻介質通路，通過冷卻介質對冷卻塊底面以上的空間形成低溫區，即形成下高上低的溫度梯度，同時還可以實現降低冷卻塊底面熔融硅液的溫度，增加硅液的粘稠度，利于硅液跟隨籽晶結晶，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，進一步，通過設置多個冷卻塊，在每個冷卻塊上分別設置拉制孔，可以實現多根硅芯的同時拉制等，本發明用于碎硅料同時拉制多根硅芯的裝置時，有效的避免了碎硅料的資源浪費等，適合大范圍的推廣和應用。

技術領域

本發明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冷卻裝置，具體涉及一種用于使用碎硅料同時拉制多根硅芯的冷卻裝置。

背景技術

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。

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。

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。

發明人通過檢索發現，中國發明專利，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。

發明內容

為了克服背景技術中的不足，本發明提供了一種用于使用碎硅料同時拉制多根硅芯的冷卻裝置，本發明通過冷卻介質對冷卻塊底面以上的空間形成低溫區，即形成下高上低的溫度梯度，降低冷卻塊底面熔融硅液的溫度，增加硅液的粘稠度，利于硅液跟隨籽晶結晶等，進而實現多根硅芯的同時拉制。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于使用碎硅料同時拉制多根硅芯的冷卻裝置，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形成所述的用于使用碎硅料同時拉制多根硅芯的冷卻裝置。

所述的用于使用碎硅料同時拉制多根硅芯的冷卻裝置，所述冷卻塊設置為多個時，多個冷卻塊呈圓形設置。

所述的用于使用碎硅料同時拉制多根硅芯的冷卻裝置，所述冷卻塊的上方設有定位環，所述定位環上設有復數組管道穿孔和復數個導向孔，每組管道穿孔分別套接在對應的冷卻介質出管和冷卻介質入管的外緣面上，每個導向孔分別對應冷卻塊上的拉制孔，所述導向孔與拉制孔同心設置。

所述的用于使用碎硅料同時拉制多根硅芯的冷卻裝置，所述每個拉制孔下部的內緣面上設有至少一個吹氣口，所述吹氣口外接氣源。