[发明专利]多晶硅铸锭炉在线补料系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种多晶硅铸锭炉的补料系统，特别涉及一种在多晶硅铸锭炉生产过程中进行在线补料的系统。

背景技术

硅基太阳能在缓解能源紧张和保护环境方面具有得天独厚的优势。主要影响其发展的关键是作为太阳能电池基料的多晶硅的生产过程成本很高，特别是在多晶硅铸锭的生长过程中，各种损耗占比很大。如何降低该生产环节的损耗成本，已成为了国内外各生产厂家急切想要解决的主要问题。目前，多晶硅铸锭的生长主要是将硅料放入到方形高纯石英坩埚内，在坩埚内初次放入的均为块状硅料，由于硅料形状的不规则，坩埚在装满料后会存在很多间隙。在随后的加热过程中，坩埚内的块状硅料熔化后，会在坩埚上部形成一定的空余空间。由于坩埚在生产过程中是属于一次性耗品，其空间的不能充分利用，即带来了耗材利用率低的缺陷，还使生产产量大打折扣。

发明内容

本发明提供了一种多晶硅铸锭炉在线补料系统，解决了现有的多晶硅生产过程所存在的坩埚耗材利用率低和生产产量大打折扣的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种多晶硅铸锭炉在线补料系统，包括多晶硅铸锭炉炉体，在多晶硅铸锭炉炉顶盖上设置有补料口，在多晶硅铸锭炉炉顶盖上分别设置有导轨左支撑板和导轨右支撑板，在导轨左支撑板与导轨右支撑板之间设置有滑动导轨，料斗通过料斗滑动底座活动设置在滑动导轨上，在料斗的底部设置有螺旋给料机，在料斗中设置有多晶硅颗粒料，在导轨右支撑板的右侧面上固定设置有导料仓，导料仓的下料管通过补料口设置在多晶硅铸锭炉炉体中的石英坩埚的上方，在导料仓的左侧入料口上设置有插板阀，在料斗出料口与导料仓的左侧入料口之间设置有可伸缩的导料波纹管，螺旋给料机的出料端设置在导料波纹管中，在螺旋给料机的左端连接有螺旋给料机驱动电机，螺旋给料机驱动电机设置在支撑座上，支撑座是固定设置在料斗滑动底座上的，在多晶硅铸锭炉炉顶盖上设置有真空泵，真空泵的抽真空口通过可伸缩的抽真空波纹管与料斗上设置的抽气口连通在一起。

在下料管的出口处至少间隔地设置有两片半圆形缓冲挡料板，在导料仓的顶部设置有导料观察窗，在料斗的顶部设置有可开合真空密封盖；在石英坩埚中设置有半熔融状的块状多晶硅料，石英坩埚中空出的可补料高度H是大于100毫米的。

本发明结构简单，操作方便，通过计算可确定合理的补料速度和补料重量，实现了生产单位产品能耗的降低和单台设备的产能提升。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

一种多晶硅铸锭炉在线补料系统，包括多晶硅铸锭炉炉体1，在多晶硅铸锭炉炉顶盖2上设置有补料口3，在多晶硅铸锭炉炉顶盖2上分别设置有导轨左支撑板15和导轨右支撑板16，在导轨左支撑板15与导轨右支撑板16之间设置有滑动导轨17，料斗12通过料斗滑动底座18活动设置在滑动导轨17上，在料斗12的底部设置有螺旋给料机10，在料斗12中设置有多晶硅颗粒料24，在导轨右支撑板16的右侧面上固定设置有导料仓5，导料仓5的下料管4通过补料口3设置在多晶硅铸锭炉炉体1中的石英坩埚23的上方，在导料仓5的左侧入料口7上设置有插板阀8，在料斗出料口11与导料仓5的左侧入料口7之间设置有可伸缩的导料波纹管9，螺旋给料机10的出料端设置在导料波纹管9中，在螺旋给料机10的左端连接有螺旋给料机驱动电机13，螺旋给料机驱动电机13设置在支撑座14上，支撑座14是固定设置在料斗滑动底座18上的，在多晶硅铸锭炉炉顶盖2上设置有真空泵19，真空泵19的抽真空口通过可伸缩的抽真空波纹管20与料斗12上设置的抽气口21连通在一起。

在下料管4的出口处至少间隔地设置有两片半圆形缓冲挡料板22，在导料仓5的顶部设置有导料观察窗6，在料斗12的顶部设置有可开合真空密封盖26；在石英坩埚23中设置有半熔融状的块状多晶硅料24，石英坩埚23中空出的可补料高度H25是大于100毫米的。

多晶硅铸锭工艺过程分五个阶段：加热、熔化、长晶、退火、冷却。各阶段有不同的工艺状态和技术参数。在M8熔化阶段的第八步，此时硅料开始从顶部熔化，向坩埚底部流动，坩埚上部空间不断留出。以后，随着硅料的不断熔化，坩埚上部较多的空间留出。此时，将料斗12沿滑动导轨17向左移出，插板阀8关闭，打开料斗12的料斗盖，往里加入颗粒料，加完后，关闭料斗盖，打开真空泵19，将料斗12抽真空，真空度到达目标之后，打开插板阀8，向右推进料斗12到补料位置，开启螺旋给料机10向炉内加料，此时，小直径的颗粒料即可通过补料机构缓慢地加热坩埚内，通过顶部的观察孔观察坩埚内硅料的熔化情况。该料斗颗粒料补完后，可以反复操作，进行多次补料。若每炉装炉量增加量为平均按照150公斤计算，单位硅锭能耗经实际对比测量，降低14%，由原来的8度/公斤降到6.9度/公斤，每台设备产能提高20%，综合单位硅锭非硅成本降低18%，效果非常明显。