[实用新型]一种单晶炉二次加料器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单晶炉二次加料器。 

背景技术

作为光伏行业的主导产品，晶体硅太阳能电池占据了市场份额的90%，其中单晶硅太阳电池的转化效率较高，因此大直径硅单晶棒（e.g.:Φ8 inch）市场需求量非常大，但其生产成本较高。例如，在直拉法单晶炉热场结构中，由于受到石墨加热器高度和石墨坩埚下限位的限制，若要石英坩埚（Φ22 inch，后文中出现的石英坩埚同规格）的单次装硅料量超过110kg，是不容易实现的，所以拉制出的单晶较短，产量较低，因而生产成本较高。 

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种单晶炉二次加料器，大大地提高了石英坩埚（Φ22 inch）的利用率，具有节约电能、氩气和时间的特点，从而降低了成本。 

实现上述目的而采取的技术方案，包括加料筒，加料筒一端设有法兰盘，法兰盘上设有投料口，加料筒另一端为锥形，所述的法兰盘中心设有可移动的中心杆，中心杆一端连接插入头，另一端连接锥形重锤，所述的重锤底部与加料筒锥形底部闭合，加料筒锥形底直径小于重锤锥形底直径，单晶炉加料口设有挡环，所述的法兰盘置于挡环上。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，由于利用再加料装置增加投料量可以大大提高石英坩埚的利用率，节约电能、氩气和时间，从而降低了成本。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。 

图1为本装置结构示意图。 

具体实施方式

本装置包括加料筒3，如图1所示，加料筒3一端设有法兰盘2，法兰盘2上设有投料口，加料筒3另一端为锥形，所述的法兰盘2中心设有可移动的中心杆4，中心杆4一端连接插入头1，另一端连接锥形重锤5，所述的重锤5底部与加料筒3锥形底部闭合，加料筒3锥形底直径小于重锤5锥形底直径，单晶炉加料口设有挡环，所述的法兰盘2置于挡环上。 

所述的中心杆4外设有套管7，套管7一端设有固定环6，固定环6经支杆8连接加料筒3。 

在插入头1与法兰盘2之间的中心杆4上设有销。 

所述的套管7上设有支撑杆9并连接加料筒3。 

所述的投料口设有2-4个。 

1装料 

装料前戴上PE手套用乙醇（C₂H₅OH）仔细清洁再加料装置的内、外表面和锥形重锤，然后将其竖直，把准备好的碎料（直径≤20mm）20~30kg从装置上方4个圆孔均匀投入。

2.入炉 

将再加料装置上端的籽晶状连接部件装入籽晶夹头，插入钼销固定再加料装置，用乙醇清洁外表面和锥形重锤底部，按住晶升快升按钮使其缓缓进入副炉室，合上副炉室抽空、导气。

 3投料 

待石英坩埚中的硅料下部熔化塌料后，打开埚转，转速0.5r/min。

观察有无挂边，有则不升埚位，无则上升埚位使下部和中部硅料熔化更快（高温区在石墨加热器的中部）。熔体表面中心保留一片区域未熔，将功率降至40~50KW、埚位降至下限位。开始下降再加料装置，当其法兰被炉筒细颈处的挡环（需点焊）卡住时（如图2）继续下降，此时锥形重锤与料筒分离，硅料即刻从开缝中滑下落入埚内（如图3），待硅料完全滑落后立刻将再加料装置升至副炉室，此时升功率至化料功率（90~100KW），关闭翻板阀充开副炉室取出再加料装置。如果加料时有部分硅料仍停留在料筒中不落下，立即提升钢缆将其提起一段距离，再降下。利用挡环墩两次，以震动硅料。如仍不下落，就提升到副炉室中，冷却后取出。如料筒中残留少许硅料时，用不锈钢棒捅下硅料后，如还需加料就继续再加料作业。 

4 化料及拉晶 

    硅料全熔后，将功率下降至引晶功率，待温度稳定后即可进行拉晶作业。

5实验结果 

 我们以上述方法做过多炉实验，下表为实验数据。

 由实验数据可知： 

平均装料量为139.76kg，平均成品率为85.89%，总成本为：8.35 + 5.37 =13.72元/片,与预算最高成品率所得总成本还要低：14.32-13.72=0.6元/片。因此，显而易见：在尽力保持较高成品率的前提下，装料量越多，成本越低。

6 结论 

综上所述，利用再加料装置增加投料量可以大大提高石英坩埚的利用率，节约电能、氩气和时间，从而降低了成本。因此，再加料装置的广泛应用对硅单晶提高产能与降低成本具有重要意义。