[实用新型]用于多晶硅制备的定向凝固机构

说明书

本实用新型公开了用于多晶硅制备的定向凝固机构，冷却盘的圆筒形壳体内依次套设气体分布套筒I和气体分布套筒∏；气体分布套筒I和气体分布套筒∏侧壁内部均为环形中空腔室结构，气体分布套筒∏的内侧壁、气体分布套筒I的外侧壁上均开设有通气孔；壳体底部的进气室与气体分布套筒I的中空腔室、气体分布套筒∏的中空腔室、以及气体分布套筒I外壁和气体分布套筒∏内壁之间的环形腔室之间通过进气孔连通；壳体底部的排气室与气体分布套筒∏外壁和壳体内壁之间的环形腔室之间通过排气孔连通；壳体底部的排气管与气体分布套筒I的筒内环境通过排气孔连通。本实用新型促进了气流扰动，利于气体在壳体顶部均匀分布，提高换热均匀性和换热效率。

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，具体涉及一种用于多晶硅制备的定向凝固机构。

背景技术

目前太阳能已经成为最受关注的绿色能源，多晶硅是目前应用最广泛的太阳能电池材料，定向凝固是获得太阳能级多晶硅材料的有效冶金提纯手段。定向凝固是指在凝固过程中采用强制手段，在凝固金属和未凝固金属熔体中建立起特定方向的温度梯度，从而使熔体沿着与热流相反的方向凝固，最终得到具有特定取向柱状晶的技术。定向凝固是研究凝固理论和金属凝固规律的重要手段，也是制备单晶材料和微米级(或纳米级)连续纤维晶高性能结构材料和功能材料的重要方法。自20世纪60年代以来，定向凝固技术发展很快。由最初的发热剂法、功率降低法发展到目前广泛应用的高速凝固法、液态金属冷却法和连续定向凝固技术。定向凝固技术广泛应用于高温合金、磁性材料、单晶生长、自生复合材料的制备等力面，并且在类单晶金属间化合物、形状记忆合金领域具有极广阔的应用前景。

现有单独采用冷却盘对坩埚底部进行冷却定向凝固或者结合将凝固的熔体向下移出感应区，从而获得单向的温度梯度的操作过程中，存在中心过冷或者凝固熔体振动等不足，对晶体生长造成不利影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有单独采用冷却盘对坩埚底部进行冷却定向凝固或者结合将凝固的熔体向下移出感应区，从而获得单向的温度梯度的操作过程中，存在中心过冷或者凝固熔体振动等不足，对晶体生长造成不利影响，本实用新型提供了解决上述问题的用于多晶硅制备的定向凝固机构。

本实用新型通过下述技术方案实现：

用于多晶硅制备的定向凝固机构，包括冷却盘，所述冷却盘包括圆筒形壳体，壳体内设有同轴心线的气体分布套筒I和气体分布套筒П，所述气体分布套筒П套设在气体分布套筒I外；气体分布套筒П的外径小于壳体的内径，所述气体分布套筒П的内径大于气体分布套筒I的外径；

气体分布套筒I和气体分布套筒П侧壁内部均为环形中空腔室结构，气体分布套筒П的内侧壁、气体分布套筒I的外侧壁上均开设有通气孔；

所述壳体的底部设有沿周向设有环状进气室，所述进气室与气体分布套筒I的中空腔室、气体分布套筒П的中空腔室、以及气体分布套筒I外壁和气体分布套筒П内壁之间的环形腔室之间通过进气孔连通；

壳体的底部沿周向设有环状排气室，所述排气室与气体分布套筒П外壁和壳体内壁之间的环形腔室之间通过排气孔连通；

壳体底部几何中心处还设有排气管，所述排气管与气体分布套筒I的筒内环境通过排气孔连通；

所述进气室上设有进气管道，排气室和排气管上设有排气管道。

本实用新型工作原理为：先通过进气管道向进气室内通气，进气室内的气体经两种途径进入壳体内：其中一种途径是，经进气孔进入气体分布套筒I的中空腔室和气体分布套筒П的中空腔室内，然后经对应的气体分布套筒I外壁上的通气孔和气体分布套筒П内壁上的通气孔，进入气体分布套筒I外壁和气体分布套筒П内壁之间的环形腔室内汇合，并通过壳体顶部与坩埚进行对流换热作用；另一个途径是，经进气孔直接进入气体分布套筒I外壁和气体分布套筒П内壁之间的环形腔室内；