本發(fā)明屬于多晶硅鑄錠技術領域，具體涉及一種多晶硅分凝鑄造方法及分凝裝置。

背景技術：

隨著環(huán)保意識在全球范圍的提高，能源清潔利用早已成為全球性的大課題。太陽能發(fā)電以其清潔、安全、便利、資源豐富的優(yōu)點，備受關注，得到廣泛應用和大力推廣，以集中和分散的使用形式，應用于家庭供電、路燈照明、通訊、交通信號系統(tǒng)等民用乃至航天、電子信息等高精尖領域。它在清潔能源、可再生能源之中占據(jù)著難以取代的重要地位。太陽能發(fā)電技術的迅猛發(fā)展，造成了其原料短缺的狀況，而傳統(tǒng)的西門子法及改進西門子法投資大、污染高、能耗大，因此，各國均把科研力量投向了降低投資、污染的新型太陽能級多晶硅的生產(chǎn)技術。

在新型的太陽能級多晶硅提純工藝中，高溫硅液在模具中冷卻凝固時，易被污染且損毀模具，冷卻后不易從模具分離。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述技術問題，本發(fā)明提供了一種多晶硅分凝鑄造方法及分凝裝置，可以保證在分凝過程中多晶硅不會被污染，并且能夠?qū)⒗鋮s后的硅錠從分容器中取出。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種多晶硅分凝鑄造方法，所述鑄造方法包括：在分凝容器內(nèi)涂抹脫模劑，涂抹后蓋上密封蓋進行減壓干燥，所述脫模劑的制備步驟包括：

1）在去離子水中加入羧甲基纖維素鈉，攪拌均勻；

2）在氫氧化鈣反應釜中加入羧甲基纖維素鈉與去離子水的混合物，待其充分混合形成粘稠膏狀物；

3）靜置后制得脫膜劑。

所述脫模劑由下列重量份的成分組成：氫氧化鈣5-30份，去離子水30-60份，羧甲基纖維素鈉1-10份。

所述脫模劑由下列重量份的成分組成：氫氧化鈣15份，去離子水45份，羧甲基纖維素鈉3份。

一種分凝裝置，包括支架和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設置在支架，所述支架上設有可旋轉(zhuǎn)的分凝容器，所述分凝容器上設有密封蓋，所述密封蓋上設有吹氣歧管，所述分凝容器與翻轉(zhuǎn)機構(gòu)聯(lián)接，通過翻轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)分凝容器的翻轉(zhuǎn)，從而倒出硅錠，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)為蝸輪蝸桿機構(gòu)，蝸輪蝸桿機構(gòu)中的蝸輪與分凝容器聯(lián)接。

所述分凝容器的內(nèi)底部為弧形。

所述吹氣歧管的材質(zhì)為c/c復合材料。

所述分凝容器上設有透氣窗。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有的有益效果是：

利用不同元素的分凝系數(shù)不同，將硅與其他雜質(zhì)分別凝固后徹底分離，采用脫模劑，保證在分凝過程中多晶硅不會被污染，并且能夠?qū)⒗鋮s后的硅錠從分凝包中取出。并且，該脫模劑耐高溫，無制程污染，無高溫生成物，涂布簡單，制備簡單。分凝容器內(nèi)底部為弧形設計，可以防止硅熔液在冷卻過程中膨脹而損壞分凝容器。透氣窗可以排出分凝容器襯材內(nèi)的水蒸氣，以免水蒸汽頂破分凝容器。

附圖說明

圖1是本發(fā)明分凝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明翻轉(zhuǎn)機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明分凝容器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明密封蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1為分凝容器，2為支架，3為翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，4為密封蓋，5為吹氣歧管，6為透氣窗。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1～4所示，一種分凝裝置包括支架2和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3設置在支架2上，分凝容器1與支架2鉸接，分凝容器1相對于支架2可以旋轉(zhuǎn)，分凝容器1上設有密封蓋4，密封蓋4上連通有吹氣歧管5，分凝容器1與翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3聯(lián)接，通過翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3使分凝容器1翻轉(zhuǎn)，從而倒出分凝容器1內(nèi)的硅錠。分凝容器1上設有透氣窗6，透氣窗6的作用是在高溫硅液倒入分凝容器1時，排出分凝容器1襯材內(nèi)的水蒸氣，以免水蒸汽頂破分凝容器1。

翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3為蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，其蝸桿聯(lián)接有手輪，其蝸輪與分凝容器1聯(lián)接，通過手輪使蝸桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)分凝容器的旋轉(zhuǎn)。

制備脫模劑的步驟如下：

向去離子水中加入羧甲基纖維素鈉，每升去離子水中羧甲基纖維素鈉的添加量為50g，攪拌均勻；

向氫氧化鈣反應釜中加入羧甲基纖維素鈉與去離子水的混合物，待其充分混合形成粘稠膏狀物。靜置24h，制得脫模劑。氫氧化鈣反應釜為不銹鋼旋轉(zhuǎn)攪拌反應釜，可實現(xiàn)5-3600轉(zhuǎn)可控軸向旋轉(zhuǎn)攪拌，其罐體本身可進行0-180°旋轉(zhuǎn)以便進料出料，其罐體本身密封可抽空。

使用時，將分凝容器1內(nèi)表面清潔，均勻涂刷脫膜劑至分凝容器1與硅液接觸表面。涂刷范圍要大于接觸面，其水平距離應在50mm以上；

涂刷至5mm厚度后，將密封蓋4蓋在分凝容器1上，減壓干燥30h以上，如條件不具備，可通過加熱燈加速干燥；

將脫硼爐中提煉后的硅熔液倒入分凝容器1內(nèi)；分凝容器1內(nèi)部底面為弧形設計，可以防止硅熔液在冷卻過程中反膨脹而損壞分凝包；

將密封蓋4蓋在分凝容器1上，通過吹氣歧管5吹入氧氣和氬氣，保護自然冷卻后形成硅錠；

形成硅錠后，通過翻轉(zhuǎn)機構(gòu)3將分凝容器1翻轉(zhuǎn)180°，從分凝容器1中倒出硅錠。

實施例1

在分凝容器表面涂好5mm的脫模劑并減壓干燥30h后，脫模劑由下列重量份的成分組成：氫氧化鈣5份，去離子水60份，羧甲基纖維素鈉8份。將300kg脫硼爐中提煉后的硅溶液倒入分凝容器。蓋上密封蓋后通入氧氣和氬氣，保護硅和雜質(zhì)冷卻凝固后，使用翻轉(zhuǎn)裝置將硅錠倒出。發(fā)現(xiàn)分凝包沒有受損，硅錠與分凝包容易分離。且硅錠中金屬雜質(zhì)的含量低于0.05ppm。

實施例2

工藝過程同實施例1，脫模劑由下列重量份的成分組成：氫氧化鈣15份，去離子水45份，羧甲基纖維素鈉3份。將500kg脫硼爐中提煉后的硅溶液倒入分凝容器。冷卻后分凝容器沒有受損，硅錠與分凝容器容易分離。且硅錠中金屬雜質(zhì)的含量低于0.05ppm。

實施例3

工藝過程同實施例1，脫模劑由下列重量份的成分組成：氫氧化鈣30份，去離子水30份，羧甲基纖維素鈉1份。將400kg脫硼爐中提煉后的硅溶液倒入分凝容器。冷卻后分凝容器沒有受損，硅錠與分凝容器容易分離。且硅錠中金屬雜質(zhì)的含量低于0.05ppm。

上面僅對本發(fā)明的較佳實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化，各種變化均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術特征：

技術總結(jié)
本發(fā)明屬于多晶硅鑄錠技術領域，具體涉及一種多晶硅分凝鑄造方法及分凝裝置，分凝裝置包括支架和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設置在支架上，所述分凝容器上設有密封蓋，所述密封蓋上設有吹氣歧管，所述分凝容器與翻轉(zhuǎn)機構(gòu)聯(lián)接，通過翻轉(zhuǎn)機構(gòu)將分凝容器翻轉(zhuǎn)，從而倒出硅錠。分凝容器為弧形底設計，可以防止硅熔液在冷卻過程中膨脹而損壞分凝容器。

技術研發(fā)人員：曹云貴;蔣國慶;喬曉媛;郭強;門龍飛;孟超;許飛飛;張敏
受保護的技術使用者：晉能清潔能源光伏工程有限責任公司
技術研發(fā)日：2017.06.20
技術公布日：2017.09.15