[发明专利]拉晶炉初级储尘箱的二次吸尘装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及太阳能电池生产设备，尤其涉及拉晶炉的除尘设备。

【背景技术】

随着太阳能电池的不断推广应用，硅棒的需求量越来越大。目前，硅棒通常采用拉晶炉拉制，俗称直拉法。直拉法是指在拉晶炉的真空腔室内设有石英坩埚，将经过处理的高纯多晶硅料或次品硅(单晶硅和多晶硅头尾料)装入石英坩埚内，并向拉晶炉内充入保护性气体，加热至1500℃使硅料熔化，然后将子晶夹头中的子晶降下与多晶熔硅充分接触，子晶严格定向，并以一定的速度旋转提升，在晶核诱导下从熔体上被缓缓提拉出来。在拉晶过程中，硅熔液会产生挥发性烟气，主要包括硅氧化物(SiO、少量的SiO₂，呈黄色烟尘状)和杂质挥发物。这些气尘粒子必须及时由真空泵抽吸到拉晶炉的初级储尘箱内，否则气体中灰尘粒子就会飘浮在单晶生长界面周围，从而直接影响硅棒的品质。因此生产中必须向拉晶炉中充入氩气，氩气由上至下穿过单晶生长区域，带走气尘杂质。当氩气的流量偏小时，能明显看到硅熔液上方有烟尘翻腾，俗称“冒烟”，此时，SiO粒子可能会被吸附到单晶生长界面上，造成正在生长的单晶的原子晶向发生位错，使单晶生长失败，俗称“断苞”，降低了成晶率。

由于电池的单位成本随着电池尺寸的增加而降低，因此生产大规格的硅棒是必然趋势，这样一次向拉晶炉内投入的硅料量就更大，必须使用更大的石英坩埚。在拉棒过程中产生的气尘杂质必然会更多，也就增加了硅棒产生位错的机率。所以，大直径晶棒需要更迅速地排除气尘杂质。目前，拉晶炉、初级储尘箱和真空泵之间的连接关系如图1所示，所述初级储尘箱12为竖直的筒状体，包括筒体和筒盖，在筒体内设有不锈钢滤网B2，它将筒体内分隔成存尘室B1和真空室B3，拉晶炉10中的废气通过连接管11与初级储尘箱12中的存尘室B1相通，真空泵13通过连接管11与真空室B3相通连。在拉晶过程中，拉晶炉10中的灰尘会被吸入初级储尘箱12中，拉晶结束经过冷却，再用移动式吸尘器来吸除初级储尘箱12中的灰尘。根据现行的拉晶工艺，拉晶炉10拉晶结束后需要冷却5小时才能对初级储尘箱12内的灰尘进行吸除，即使如此，拉晶炉10的初级储尘箱12内的温度还很高，一般在120℃～150℃，由于吸尘器内的储尘袋为纸质或无纺布材质，如此温度的灰尘废气被强行吸入吸尘器的储尘袋中，时常将之烫坏，含有灰尘的高温废气会直接渗透到吸尘器驱动电机的旋转主轴轴承内，导致轴承卡死，因此吸尘器的使用寿命很短，一般只能使用3个月，每台拉晶炉10每年至少需要配4台吸尘器，以2000元/台计算，每台拉晶炉10仅吸尘器消耗就高达8000元，不仅生产成本大，而且拉晶炉10的生产间隔时间太长，拉晶炉的生产效率没有得到充分发挥，每次开炉、关炉所消耗的能量也很大。到目前为止，太阳能电池生产企业还没有理想的解决方法。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种拉晶炉初级储尘箱的二次吸尘装置。

用这种吸尘装置取代现有的吸尘器，不仅可缩短拉晶炉的停炉时间，提高拉晶炉的产能，而且能对拉晶车间所有拉晶炉的初级储尘箱中的高温灰尘进行吸除，既快速又安全。

本发明所采用的技术方案是：

所述拉晶炉初级储尘箱的二次吸尘装置，其特征是：包括吸尘嘴、吸尘支管、支路阀门、主管道、二级储尘箱、吸风管、吸风机和排风管，在主管道上接有多条吸尘支管，每一条吸尘支管对应于一台拉晶炉，每一条吸尘支管都通过支路阀门与主管道相通连；所述二级储尘箱包括二级储尘筒、耐高温滤网筒和端盖，主管道与二级储尘筒的筒体内腔相通连，耐高温滤网筒放置在二级储尘筒的筒体内腔中，吸风管穿过端盖与耐高温滤网筒的滤网筒内腔相通连，吸风机设置在吸风管和排风管之间。

进一步，所述吸尘支管是不锈钢软管。

进一步，所述耐高温滤网筒由不绣钢网围合而成，其目数为30～60目。

由于在主管道上接有若干个吸尘支管，每根吸尘支管由支路阀门控制，每一根吸尘支管对应于一台拉晶炉，当拉晶炉拉晶结束后冷却2～3小时，开启吸风机，只要将对应的支路阀门打开，用吸尘嘴对准初级储尘箱中的存尘室和不锈钢滤网进行吸除，就能很快地将拉晶炉的初级储尘箱中的灰尘吸除，在吸除过程中，虽然初级储尘箱中灰尘的温度还较高，一般在200℃以内，但由于吸尘支管、支路阀门、主管道、二级储尘箱、吸风管、吸风机和排风管都为耐高温材料，它不仅能及时对初级储尘箱中的灰尘进行吸除，缩短拉晶炉的冷却时间，而且在吸除过程中工作稳定可靠，不存在滤芯被烫坏的情况。将二级储尘箱设置在拉晶车间外，不仅减少了吸尘对拉晶车间的污染，满足拉晶车间的净化要求，而且延长了高温灰尘废气的降温路线，使得吸入二级储尘箱中灰尘接近环境温度。