高能束流多晶硅提纯装置

摘要

本发明公开了一种利用高能束流提纯多晶硅的装置，包括有真空室、真空电磁感应熔炼单元、电子束熔炼单元、等离子熔炼单元、定向凝固单元。真空电磁感应熔炼单元安装在真空室的凹形面上；电子束熔炼单元的A电子枪安装在真空室的左斜面上，B电子枪安装在真空室的右斜面上；等离子熔炼单元的A等离子枪安装在真空室的左壳体上，B等离子枪安装在真空室的右壳体上；定向凝固单元的连接座安装在真空室的隔板上；本发明的目的是提供一种融合了真空电磁感应熔炼、等离子熔炼、电子束熔炼、以及定向凝固四种技术的利用高能束流提纯多晶硅的装置，该提纯装置顺次对99.9％的金属硅进行真空电磁感应熔炼、电子束熔炼、等离子熔炼、定向凝固后可获得纯度达到99.9999％的生产太阳能电池用的多晶硅。解决了目前化学法生产太阳能级硅存在的设备投入大，成本高，能源消耗大，环境污染严重等缺陷。

主权项

一种高能束流多晶硅提纯装置，包括有等离子熔炼单元、电子束熔炼单元，其特征在于：还包括有定向凝固单元(1)、真空室(2)、真空电磁感应熔炼单元(5)，真空电磁感应熔炼单元(5)安装在真空室(2)的凹形面(215)上；电子束熔炼单元的A电子枪(41)安装在真空室(2)的左斜面(213)上，B电子枪(42)安装在真空室(2)的右斜面(214)上；等离子熔炼单元的A等离子枪(31)安装在真空室(2)的左壳体(216)上，B等离子枪(32)安装在真空室(2)的右壳体(217)上；定向凝固单元(1)的连接座(182)安装在真空室(2)的隔板(201)上； 所述真空室(2)被隔板(201)分隔成上真空腔(211)和下真空腔(212)；真空室(2)的顶部设有左斜面(213)、凹形面(215)、右斜面(214)，且左斜面(213)与右斜面(214)之间是凹形面(215)；上真空腔(211)内安装有蒸发盘(202)、集料盘(204)，且蒸发盘(202)放置在集料盘(204)的上方；B接口(203)设在上真空腔(211)的壳体上； 所述真空电磁感应熔炼单元(5)从上至下设有连续填料室(509)、闸板阀(508)、真空容料室(507)、坩埚(501)、流量控制盘(503)；连续填料室(509)的上部设有A接口(510)和C接口(511)，连续填料室(509)的底部与梯形真空容料室(507)的进料口(571)之间设有闸板阀(508)；真空容料室(507)的上部安装有匀料电机(506)，匀料电机(506)的输出轴通过联轴器(505)与匀料水冷轴(504)的一端连接，匀料水冷轴(504)另一端一直沿伸至坩埚(501)内，匀料水冷轴(504)置于真空容料室(507)内；坩埚(501)的底部设有一通孔，通孔上安装有流量控制盘(503)，坩埚(501)的埚体四周外部缠绕有水冷高频感应线圈(502)； 所述定向凝固单元(1)包括有支架组件(11)、调节件(12)、驱动组件(15)、凝固组件(18)； 支架组件(11)的支架(101)的上顶板(111)上从左至右开设有B孔(107)、A孔(106)、C孔(108)，支架(101)的下顶板(112)上从左至右开设有D孔(109)、E孔(110)，下顶板(112)与电机安装板(102)之间连接有齿轮安装箱(103)，电机安装板(102)的端面连接有下盖板(105)； 调节件(12)包括有钢球、弹簧(126)、轴承(124)、夹紧件(123)、挡板(122)、底座(121)，夹紧件(123)的轴中心设有A轴孔(128)，A轴孔(128)的四周设有多个圆孔(125)，圆孔(125)内用于放置弹簧(126)，挡板(122)的轴中心设有B轴孔(129)，底座(121)的轴中心设有C轴孔(130)，挡板(122)与底座(121)采用螺纹孔与螺钉连接； 驱动组件(15)包括有A丝杠(151)、B丝杠(152)、A齿轮(153)、B齿轮(154)、C齿轮(155)、D齿轮(156)、E齿轮(157)、A轴承(158)、B轴承(159)、C轴承(160)、D轴承(161)、E轴承(162)、F轴承(163)、G轴承(164)、H轴承(165)、传动轴(166)；H轴承(165)套接在B丝杠(152)的一端，B丝杠(152)的另一端顺次套接有A轴承(158)、E齿轮(157)、D轴承(161)；G轴承(164)套接在A丝杠(151)的一端，A丝杠(151)的另一端顺次套接有C轴承(160)、C齿轮(155)、F轴承(163)、B齿轮(154)；B轴承(159)套接在传动轴(166)的一端，传动轴(166)的另一端顺次套接有D齿轮(156)、E轴承(162)；A齿轮(153)与B齿轮(154)啮合，D齿轮(156)分别与C齿轮(155)、E齿轮(157)啮合；B齿轮(154)上设有多个圆形盲孔(1661)；A齿轮(153)通过A联轴器(168)与拉坯电机(167)的输出轴连接，A联轴器(168)安装在电机安装板(102)上； 凝固组件(18)的长套管(183)的管座(194)安装在升降座(181)上，且管座(194)上设有进水口(188)、出水口(189)，长套管(183)另一端顺次穿过连接座(182)、连接件(184)后端部套接有水冷坩埚(185)，长套管(183)内安装有冷却水管(186)，且冷却水管(186)的一端与进水口(188)导通；套接在长套管(183)上的连接座(182)的下端盖(192)与支架(101)的上顶板(111)连接，上端盖(193)安装在真空室(2)的隔板(201)上，连接座(182)上的D接口(187)用于滴加密封油，连接座(182)内安装有多个垫圈；连接件(184)用于实现水冷坩埚(185)与长套管(183)的装配。