[实用新型]一种倾斜式助凝水冷坩埚

说明书

技术领域

本实用新型属于冶金领域，特别涉及一种倾斜式助凝水冷坩埚。

背景技术

定向凝固提纯多晶硅是目前提纯太阳能级多晶硅的最有效的方法之一，定向凝固是采用强制的手段在熔体中建立起特定方向的温度梯度，熔体温度低的部位首先结晶成核，成为凝固的起点首先凝固，由于温度梯度的存在，熔体沿着与热流相反的方向凝固，最终获得具有特定取向的柱状晶的技术。定向凝固提纯是利用杂质元素在熔体与固体中的溶解度不同，存在分凝系数，在凝固过程中分凝系数较小的杂质元素被推向固液界面前沿，在熔体中不断富集，最后在铸锭的尾部凝固，将铸锭尾部切除，即可达到提纯的目的。

但是定向凝固法提纯多晶硅，高温硅熔液是在坩埚内进行定向凝固的，不利于实现多晶硅的连续生产，每次定向凝固后，必须对炉体进行冷却，导致炉体内的热量散失，开炉周期较短，间断性生产，造成劳动力资源的严重浪费，同时大幅度增加生产成本，造成能源的极大浪费，并且冷却时间较长，严重影响到多晶硅的生产效率。

实用新型内容

本实用新型为克服以上不足，提供了一种倾斜式助凝水冷坩埚，该坩埚设计安装简单，增加了硅料与倾斜式助凝水冷坩埚的接触时间，对硅熔体进行充分冷却，缩短硅熔体在多晶硅熔炼炉内的凝固时间，提高了生产效率。

为实现上述目的所采用的技术方案是：该坩埚成左右对称设计，并且横截面为圆形，坩埚的上部直径大于底部直径；坩埚壁为空心壁，其上端连通有坩埚壁出水口，下端连通有坩埚壁入水口；坩埚底底部连通有坩埚底入水口，一侧连通有坩埚底出水口；坩埚底入水口和坩埚底出水口之间连接有水冷滑道，坩埚底底部中心固定安装有旋转杆，旋转杆连接有驱动器。

其中，坩埚壁入水口和坩埚壁出水口优选连接有水冷滑道，且水冷滑道在坩埚壁内部呈螺旋环绕。

坩埚底内部的水冷滑道优选为环形设计。

坩埚壁内优选填充有金属片，金属片导热性能好，能将硅液热量及时传散出来。

坩埚底入水口优选与旋转杆内部相连通，更实用美观。

本实用新型的工作原理如下：

硅溶液在与坩埚壁相接处时，增加了熔融硅料与倾斜式助凝水冷坩埚的接触面积和接触时间，能够对硅熔体进行充分冷却，大幅度缩短硅熔体在多晶硅熔炼炉内的凝固时间。

本实用新型的倾斜式助凝水冷坩埚同时将冷却水从坩埚底入水口和坩埚壁入水口通入坩埚内，待熔炼坩埚内的硅熔炼到一定程度后，将熔融的多晶硅倒入倾斜式助凝水冷坩埚内，保证熔融坩埚中的硅料倒在倾斜式助凝水冷坩埚的坩埚壁上。在驱动器的带动下，旋转杆带动水冷坩埚旋转，硅熔液就会在坩埚壁1内壁上铺开。待冷却完全之后，将硅料倒出坩埚。

综上所述，本实用新型的一种倾斜式助凝水冷坩埚，结构简单，实用性较强，缩短了开炉周期，实现了多晶硅提纯的半连续生产，提高了能源利用率，大幅度提高了生产效率。

附图说明

图1、一种倾斜式助凝水冷坩埚示意图。

图中，1、坩埚壁，2、坩埚壁入水口，3、坩埚底，4、旋转杆，5、坩埚底入水口，6、驱动器，7、坩埚底出水口，8、坩埚壁出水口。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图详细说明本实用新型，但本实用新型并不局限于具体实施例。

实施例1：

如图1所示的一种倾斜式助凝水冷坩埚，该坩埚成左右对称设计，并且横截面为圆形，坩埚的上部直径大于底部直径；坩埚壁1为空心壁，其上端连通有坩埚壁出水口8，下端连通有坩埚壁入水口2；坩埚底3底部连通有坩埚底入水口5，一侧连通有坩埚底出水口7；坩埚底入水口5和坩埚底出水口7之间连接有水冷滑道，坩埚底3底部中心固定安装有旋转杆4，旋转杆4连接有驱动器6。

坩埚壁入水口2和坩埚壁出水口8连接有水冷滑道，且水冷滑道在坩埚壁1内部呈螺旋环绕。

坩埚底3内部的水冷滑道为环形设计。

坩埚壁1内填充有金属片，金属片导热性能好，能将硅液热量及时传散出来。

坩埚底入水口5与旋转杆4内部相连通，更实用美观。

具体操作时，首先，将本坩埚放置于多晶硅熔炼炉内，位于熔炼坩埚的周围，同时将冷却水从坩埚底入水口5和坩埚壁入水口2通入，待熔炼坩埚内的硅熔炼到一定程度后，将熔融的多晶硅倒入倾斜式助凝水冷坩埚内，保证熔融坩埚中的硅料倒在倾斜式助凝水冷坩埚的坩埚壁1上。在驱动器6的带动下，旋转杆4带动倾斜式助凝水冷坩埚旋转，硅熔液就会在坩埚壁1内壁上铺开。待冷却完全之后，将硅料倒出倾斜式助凝水冷坩埚即可。

该倾斜式助凝水冷坩埚，结构简单，实用性较强，缩短了开炉周期，实现了多晶硅提纯的半连续生产，提高了能源利用率，大幅度提高了生产效率。