一种用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种保温材料，特别是一种用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料。
【背景技术】
[0002]现阶段，太阳能电池的主流是晶体硅太阳能电池，晶体硅太阳能电池主要分为单晶和多晶娃电池，它们所米用的基体材料是单晶和多晶娃片，而单晶和多晶娃片是通过切割单晶和多晶硅晶体而得到的。多晶硅晶体是通过多晶定向凝固生产得到的。多晶硅定向凝固工艺的设备是多晶炉，提供热量及温度梯度的是其中的热场。热场的保温材料一般用的是硬毡，硬毡一般是由碳纤维原丝通过粘结剂粘结或针刺等一次或二次成形，再经过热定型处理，最终形成有一定固化程度及非常好的惰性气体下高温保温性能非常好的碳纤维保温材料。热场需要一定强度和刚性的硬毡，通过硬毡形成固定尺寸及形状的热场结构。图1所示的片状的硬毡I即为现有的多晶硅铸锭所用多晶铸锭的保温材料。
[0003]相对于硬毡，半导体硅生产领域用于作为保温材料的还有碳纤维软毡。碳纤维软毡具有一定的厚度，可以弯曲成任意形状，本身没有强度。软毡相对于硬毡，由于没有粘结剂等原因，保温性能甚至大于硬毡，其纯度相对于硬毡也在一个相同的水平，但在价格上，现有技术中用于作为多晶硅铸锭的保温材料的硬毡是软毡的十倍以上。性价比较高的软毡目前只用在不需要保温材料做为热场结构的单晶硅生产过程中。
[0004]C/C复合材料(碳/碳复合材料)是由各种碳纤维或各种碳织物增强碳，或石墨化的树脂碳以及化学气相沉积碳所形成的复合材料。C/C复合材料具有质量小，刚性好，并且极耐高温，同时也具有优良的抗热震性能。C/C复合材料的刚性远大于目前采用的传统硬毡，通常用于尺寸较薄或小的但刚性要求比较高的区域。C/C复合材料的最大问题是价格相对较贵。
[0005]综上所述，现有技术中在多晶硅铸锭工艺中采用的保温材料可能存在如下问题:I)全部采用硬毡或C/C复合材料成本太高，不适合大规模生产采用；2)软毡的保温性能优异，但不具有强度和刚性，不能满足生产需要。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种低成本且具有较好的保温性能的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供的一种用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料，包括用于提供刚性结构支撑的外层框架体和用于提供保温效果的内层保温体，所述外层框架体为由多个片状的碳碳复合材料板拼接形成，其具有封闭的内部空腔，所述内层保温体被包覆于所述内部空腔，且所述内层保温体由多个碳纤维软毡片层叠构成。
[0008]作为优选，所述内部空腔内设置有用于分隔所述内部空腔的加强肋板。
[0009]作为优选，所述加强肋板由碳碳复合材料或石墨材料制成。
[0010]作为优选，用于拼接成所述外层框架体的所述碳碳复合材料板通过铆钉相互固定。
[0011 ] 作为优选，所述铆钉由碳碳复合材料制成。
[0012]相比较于传统的保温材料，本发明的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料使用C/C复合材料与软毡复合而成，代替传统的碳纤维硬毡，应用于多晶铸锭。一方面，C/C复合材料组成的外层框架体可以形成稳定的热场结构，而碳纤维软毡填充其中，共同形成一个即有固定形状又有比较好保温性能的热场保温材料；另一方面，传统的硬毡由于比较低的密度，在多晶铸锭过程硅蒸气容易腐蚀硬毡，造成粉化等现象，而C/C复合材料形成的外层，由于其具有非常高的密度及腐蚀性，可以更好地抵御硅蒸气的侵蚀，使用寿命得到增加。另夕卜，随着C/C复合材料技术的不断成熟及价格的不断降低，这样的组合在成本上相对于硬毡开始持平或逐渐展露优势。
【附图说明】
[0013]图1为传统的用于多晶硅铸锭工艺中以硬毡作为保温材料的硬毡的结构示意图。
[0014]图2为本发明的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料的一种实施方式的结构示意图。
[0015]图3为本发明的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料的另一种实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本发明的结构做进一步详细的说明。
[0017]如图2所示，本发明提供的一种用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料，包括用于提供刚性结构支撑的外层框架体2和用于提供保温效果的内层保温体(图2中未标注)，所述外层框架体2为由多个片状的碳碳复合材料板21拼接形成，其具有封闭的内部空腔，所述内层保温体被包覆于所述内部空腔，且所述内层保温体由多个碳纤维软毡片3层叠构成。图2示出为本发明的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料的基本结构，使用C/C复合材料与碳纤维软毡的复合，代替传统的碳纤维硬毡。一方面，C/C复合材料组成的外层框架体可以形成稳定的热场结构，而碳纤维软毡填充其中，共同形成一个即有固定形状又有比较好保温性能的热场保温材料；另一方面，传统的硬毡由于比较低的密度，在多晶铸锭过程硅蒸气容易腐蚀硬毡，造成粉化等现象，而C/C复合材料形成的外层，由于其具有非常高的密度及而腐蚀性，可以更好地抵御硅蒸气的侵蚀，使用寿命得到增加。
[0018]本发明如上提供的一种实施方式，提供的是本发明的复合保温材料的基本结构。考虑到有一些部件可能较长，而C/C复合材料往往较薄，尺寸太大会造成变形等情况，这时作为优选，可以采用如图3所示的结构，采用在所述内部空腔中增加加强肋板22的方式以加强整体的刚度和强度。即在所述内部空腔内设置有将所述内部空腔分隔成多个的加强肋板。加强肋板22主要作用是在需要较长的保温材料时在所述内部空腔内起支撑和加强整体强度的作用。其材料一般可选择碳碳复合材料或石墨材料制成。
[0019]另外，如上所述，在构成本发明的保温材料的外层框架体时，是由碳碳复合材料板21拼接而成，多块碳碳复合材料板21的拼接处可采用多种连接方式固定，例如粘接、螺接或者铆接等方式。但作为优选，构成所述外层框架体2的所述碳碳复合材料板21在边角处通过铆钉(图2和图3中未标识铆钉)相互固定。同时，为了避免铆钉被硅蒸汽腐蚀，作为优选，所述铆钉也由碳碳复合材料制成。
[0020]当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料，其特征在于，包括用于提供刚性结构支撑的外层框架体和用于提供保温效果的内层保温体，所述外层框架体为由多个片状的碳碳复合材料板拼接形成，其具有封闭的内部空腔，所述内层保温体被包覆于所述内部空腔，且所述内层保温体由多个碳纤维软毡片层叠构成。2.如权利要求1所述的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料，其特征在于，所述内部空腔内设置有将所述内部空腔分隔成多个的加强肋板。3.如权利要求2所述的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料，其特征在于，所述加强肋板由碳碳复合材料或石墨材料制成。4.如权利要求1至3任一项所述的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料，其特征在于，构成所述外层框架体的所述碳碳复合材料板通过铆钉相互固定。5.如权利要求4所述的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料，其特征在于，所述铆钉由碳碳复合材料制成。
【专利摘要】本发明公开了一种用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料，包括用于提供刚性结构支撑的外层框架体和用于提供保温效果的内层保温体，所述外层框架体为由多个片状的碳碳复合材料板拼接形成，其具有封闭的内部空腔，所述内层保温体被包覆于所述内部空腔，且所述内层保温体由多个碳纤维软毡片层叠构成。本发明的用于多晶硅铸锭的复合结构保温材料使用C/C复合材料与软毡的复合而成，可以形成稳定的热场结构，而碳纤维软毡填充其中，共同形成一个即有固定形状又有比较好保温性能的热场保温材料；而且由于构成外层框架体的C/C复合材料具有非常高的密度及而腐蚀性，可以更好地抵御硅蒸气的侵蚀，是的整体的保温材料的使用寿命得到增加。
【IPC分类】C30B29/06, C30B28/06, F27D1/08
【公开号】CN105586637
【申请号】CN201410652455
【发明人】唐骏, 孟涛, 路景刚, 余刚
【申请人】镇江荣德新能源科技有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年11月17日