快速反饋矽液溢流監控裝置的製作方法

2023-09-10 08:57:10 2

專利名稱：快速反饋矽液溢流監控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能電池鑄錠技術領域，尤其是一種鑄錠爐中使用的快速反饋矽液溢流監控裝置。
背景技術：
在太陽能光伏領域，利用定向凝固的方法生產多晶矽錠是普遍採用的方法，其基本原理是將多晶矽原料放置在石英陶瓷坩堝中，放置在特定的熱場系統中，加熱至完全融化；然後從坩堝的底部開始冷卻，矽溶液在坩堝底部開始結晶，逐漸向上生長(凝固)；完成生長過程後。石英坩堝高溫時容易變形，所以一般在石英坩堝外會用組合式石墨護板做成石墨坩堝來進行支撐，石墨護板之間用石墨螺栓來固定，因此接合處都有縫隙。由於石英坩堝在可能存在著肉眼以及儀器無法檢測出的缺陷，高溫時可能會成為應力集中點而引起破裂，造成漏矽事件，矽液會從石墨板縫隙流出，沿坩堝支撐塊往下流，經過保溫隔熱籠的底板導流孔，流到置於整個爐體底部的置於阻熱材料上的金屬熔斷絲上，金屬絲熔斷，則產生矽液溢流報警。而在此過程中，矽液從上往下流動的整個距離在55cm左右，而且矽液途經支撐塊、底保溫板，流動過程不可控，很有可能會產生大量溢流才掉落在熔斷絲上，而且鋪設在爐體底部的金屬熔斷絲位置存在偏差或者長期使用中移位未及時發現，不能保證矽液準確及時滴在熔斷絲上，當矽液大量聚集，極有可能熔穿爐底，如碰上水冷管路，則水蒸氣大量聚集易引發安全事故。這也是多晶爐使用者比較關注的問題，也有一些專利在減少漏矽危險作了研究，如專利號 200710070536、200810202819、200710070537、200920(^9606、 200720113619，對已經流出的矽液進行導流、承接以及在爐底採取保護措施，在一定程度上的確起到了降低漏矽風險的作用，但都是在產生大量溢流後的補救措施，不能及時發現從而在最大程度上避免此類風險。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種當多晶矽鑄錠時產生石英坩堝破裂而造成矽液溢流時，能及時發現並讓鑄錠爐急冷，從而在最大程度上避免了因漏矽而產生的安全風險的監控裝置。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種快速反饋矽液溢流監控裝置，包括由石墨坩堝側板和石墨坩堝底板構成的石墨坩堝以及放置在石墨坩堝內側的石英坩堝，所述的石墨坩堝底板下方設置有坩堝支撐塊和帶控制器的金屬熔斷絲，所述的坩堝支撐塊四周附有耐高溫絕緣材料支架，所述的金屬熔斷絲固定於耐高溫絕緣材料支架上。耐高溫絕緣材料支架可為石英，氮化矽或者耐高溫陶瓷等；金屬熔斷絲可為耐高溫金屬或合金，正常工作溫度達1500°C以上，如矽基合金、鎢基合金、鈦基合金、鎳基合金、 鉬基合金等，但不限於以上種類，只要既能滿足長期的高溫工作環境，又能被矽液侵蝕熔斷。高溫下石墨和矽都導電，為了避免形成迴路，需要耐高溫絕緣材料作為支架固定金屬熔斷絲的支架，而熔斷絲的選擇也有要求，既能在1500°C高溫下能長期使用，又要能被矽液侵蝕熔斷。如矽鎢合金，選擇一定合金比例的矽鎢合金，就既能保證高溫下能長期使用，又容易被矽液侵蝕熔斷。鐵的熔點1534°C，採用傳統的方式放在爐底可以，由於爐低的溫度較低，不會有耐久性問題，如放置在坩堝支撐塊附近則不行，無法長期使用，因為支撐塊長期處於1000°C以上的高溫，而且化料時會達到1400°C以上。金屬熔斷絲除了固定在坩堝支撐塊上，也可經過適當調整固定於石墨坩堝底板上。本實用新型的有益效果是，解決了背景技術中存在的缺陷，當產生矽液溢流時，由於支撐塊就位於坩堝下部，矽液首先就會流到金屬熔斷絲上，熔斷絲被高溫矽液侵蝕熔斷， 不再構成迴路則產生報警，這樣在矽液少量溢流時就能被發現，能迅速反饋並冷卻爐體，有效避免了大量矽液溢流情況的發生，使鑄錠過程消除了安全隱患。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的立體結構示意圖；圖中1、石英坩堝；2、石墨坩堝側板；3、石墨坩堝底板；4、坩堝支撐塊；5、絕緣材料支架；6、金屬熔斷絲。
具體實施方式
現在結合附圖和優選實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。如圖1所示的一種快速反饋矽液溢流監控裝置，包括由石墨坩堝側板2和石墨坩堝底板3構成的石墨坩堝以及放置在石墨坩堝內側的石英坩堝1，坩堝支撐塊4和帶控制器的金屬熔斷絲6，支撐塊4四周附有耐高溫絕緣材料支架5，金屬熔斷絲6固定於耐高溫絕緣材料支架5上。當矽液發生溢流時，由於支撐塊4就位於坩堝下部，矽液從坩堝石墨護板的連接縫隙處首先流出，並沿石墨坩堝底板往下流動，首先就會流到金屬熔斷絲上，熔斷絲被高溫矽液侵蝕熔斷，不再構成迴路則產生報警，這樣在矽液少量溢流時就能被發現，能迅速反饋並冷卻爐體，有效避免了大量矽液溢流情況的發生，使鑄錠過程消除了安全隱患。以上說明書中描述的只是本實用新型的具體實施方式
，各種舉例說明不對本實用新型的實質內容構成限制，所屬技術領域的普通技術人員在閱讀了說明書後可以對以前所述的具體實施方式
做修改或變形，而不背離實用新型的實質和範圍。
權利要求1.一種快速反饋矽液溢流監控裝置，包括由石墨坩堝側板⑵和石墨坩堝底板⑶構成的石墨坩堝以及放置在石墨坩堝內側的石英坩堝(1)，其特徵在於所述的石墨坩堝底板(3)下方設置有坩堝支撐塊(4)和帶控制器的金屬熔斷絲(5)，所述的坩堝支撐塊(4) 四周附有耐高溫絕緣材料支架(5)，所述的金屬熔斷絲(6)固定於耐高溫絕緣材料支架(5) 上。
2.如權利要求1所述的快速反饋矽液溢流監控裝置，其特徵在於所述的耐高溫絕緣材料支架( 為石英支架、氮化矽支架或耐高溫陶瓷支架。
3.如權利要求1所述的快速反饋矽液溢流監控裝置，其特徵在於所述的金屬熔斷絲 (6)為能夠被矽液侵蝕熔斷的耐高溫金屬絲或合金絲。
4.如權利要求1所述的快速反饋矽液溢流監控裝置，其特徵在於所述的金屬熔斷絲 (6)與耐高溫絕緣材料支架(5)固定在石墨坩堝底板(3)上。
專利摘要本實用新型涉及一種快速反饋矽液溢流監控裝置，包括由石墨坩堝側板和石墨坩堝底板構成的石墨坩堝以及放置在石墨坩堝內側的石英坩堝，所述的石墨坩堝底板下方設置有坩堝支撐塊和帶控制器的金屬熔斷絲，所述的坩堝支撐塊四周附有耐高溫絕緣材料支架，所述的金屬熔斷絲固定於耐高溫絕緣材料支架上。本實用新型當多晶矽鑄錠時產生石英坩堝破裂而造成矽液溢流時，能及時發現並讓鑄錠爐急冷，從而在最大程度上避免了因漏矽而產生的安全風險。
文檔編號C30B29/06GK202187089SQ201120275878
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月30日 優先權日2011年7月30日
發明者葉宏亮, 陳雪 申請人:常州天合光能有限公司