专利名称：硅粉真空压实装置及其方法
技术领域：
本发明属于硅材料处理利用技术领域，特别是一种硅粉真空压实装置及其方 法。
背景技术：
受益于光伏行业的快速发展，近年来太阳能级多晶硅材料的应用得到了迅猛发 展。虽然几年来多晶硅的产量不断增加，但仍然赶不上多晶硅的需求，尤其是赶不上太 阳能级多晶硅需求的增长速度，在全球范围内，太阳能级多晶硅的供需缺口越来越大， 供不应求的状况愈演愈烈，这就要求我们不断发展新的方法或装置利用一切可以使用的 硅原料，如硅粉。但对硅粉的利用需要我们在装炉前对其进行压实处理。行业内也有部 分企业不经过压实直接装炉使用的，结果发现硅粉在抽真空阶段进入炉子真空管道，严 重危害了炉子的使用性能。故大部分企业都在使用前对其优先压实，目前行业内对合格 硅粉的压实通常采用机械压实，但这种方法的加工成本高，且由于加工环境及压实设备 中金属器件的存在，给硅粉带来了二次污染，严重降低了硅粉的质量，并最终影响晶体 质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是设计一种新的硅粉压实方法或装置，使其既能 让硅粉得到充分利用，又不降低硅粉压实后的质量。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种硅粉真空压实装置，包括可 抽真空容器，在可抽真空容器上设置进气阀和抽真空阀，硅粉放置在可抽真空容器内。进一步地，可抽真空容器包括外壳及其上盖，上盖盖在外壳上。更进一步地，上盖和外壳之间通过多个紧固压脚彼此固定连接，上盖和外壳之 间的密封面设置密封垫。为避免硅粉在压实的过程中受到在污染，硅粉放置在石英坩埚内，石英坩埚放 置在可抽真空容器中，该石英坩埚优选直拉单晶硅中承载硅料的石英坩埚。可抽真空容器内设置基座，石英坩埚安放在基座内。进一步地，为方便硅粉压实后石英坩埚的搬移，基座有两个半环部件组装而 成，两个半环部件之间通过紧固压脚连接成一体，同时在石英坩埚与基座之间设置衬板 保护石英坩埚。为防止通过进气阀泄压时强大的气流对硅粉的直接冲刷，在可抽真空容器的进 气阀的下方设置档风缓冲板，挡板缓冲板挂设在可抽真空容器的内壁上。进一步的，在可抽真空容器上设置监测可抽真空容器内部压力的负压阀。一种使用本技术方案中的装置进行硅粉真空压实的方法，首先将硅粉装入可抽 真空容器内，然后真空泵通过抽真空阀将可抽真空容器抽真空，抽真空后打开进气阀， 硅粉经过真空及气体吹压得到压实。
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整个抽真空时间控制在28 30分钟，在真空度达到28mmHg时将流量调至最小 并保持4 5分钟，然后关闭抽真空阀，迅速打开进气阀。本发明的有益效果是本发明提供的技术方案是在原有单晶炉的基础上增设 的，利用该硅粉压实装置既可让硅粉得到充分利用，又避免了硅料的再污染；且该装置 加工成本低、操作简单。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明；图1是本发明的结构示意图；图2是本发明中的基座的结构示意图；其中1.外壳，2.基座，2-1.半环部件，3.石英坩埚，4.上盖，4-1.负压表， 4-2.进气阀，4-3.抽真空阀，4-4.挡风缓冲板，5.衬板，6.紧固压脚，7.密封垫，8.硅 粉。
具体实施例方式如图1所示的硅粉真空压实的装置，该装置包括可抽真空容器，在可抽真空容 器上设置进气阀4-2、抽真空阀4-3以及监测可抽真空容器内部压力的负压阀4-1。可抽 真空容器包括外壳1及其上盖4，上盖4盖在外壳1上。上盖4和外壳1之间通过多个紧 固压脚6彼此固定连接，上盖4和外壳1之间的密封面设置密封垫7。硅粉8放置在石 英坩埚3内，石英坩埚3放置在可抽真空容器中，该石英坩埚3优选直拉单晶硅中承载硅 料的石英坩埚。可抽真空容器内设置基座2，石英坩埚3安放在基座2内。基座2有两 个半环部件2-1组装而成，两个半环部件2-1之间通过紧固压脚6连接成一体，同时在石 英坩埚3与基座2之间设置衬板5保护石英坩埚3。石英坩埚3侧面与基座2间的衬板5 采用PP材料，石英坩埚3底部与基座2间垫的衬板5采用橡胶材料。在可抽真空容器的 进气阀4-2的下方设置档风缓冲板4-4，挡板缓冲板4-4挂设在可抽真空容器的内壁上。一种使用本技术方案中的装置进行硅粉真空压实的方法硅粉8压实前，首先 将直拉单晶硅专用石英坩埚3置于基座2上，然后将可供使用的硅粉8小心装入石英坩埚 3内，用干净的洁净纸清理坩埚壁，盖上上盖4并固定好，连接真空泵抽真空，抽真空时 必须非常慢的调节流量，使负压表4-1表针走速缓慢，要求整个抽真空时间控制在28 30分钟；在真空度达到28mmHg时将流量调至最小并保持4 5分钟后关闭抽真空阀 4-3，迅速打开进气阀4-2。硅粉8在经过真空及气体吹压后得到压实，打开上盖4和基 座2的紧固压脚6，将石英坩埚3连同压实后的硅粉8 一起移入直拉单晶炉内完成后续的 化料和拉晶过程。
权利要求
1.一种硅粉真空压实装置，其特征是包括可抽真空容器，在可抽真空容器上设置 进气阀(4-2)和抽真空阀(4-3)，硅粉(8)放置在可抽真空容器内。
2.根据权利要求1所述的硅粉真空压实装置，其特征是所述的可抽真空容器包括 外壳⑴及其上盖(4)，上盖⑷盖在外壳⑴上。
3.根据权利要求2所述的硅粉真空压实装置，其特征是所述的上盖(4)和外壳(1)之间通过多个紧固压脚(6)彼此固定连接，上盖(4)和外壳(1)之间的密封面设置密封垫 ⑵。
4.根据权利要求1所述的硅粉真空压实装置，其特征是所述的硅粉(8)放置在石英 坩埚(3)内，石英坩埚(3)放置在可抽真空容器中。
5.根据权利要求4所述的硅粉真空压实装置，其特征是所述的可抽真空容器内设 置基座(2)，石英坩埚(3)安放在基座(2)内。
6.根据权利要求5所述的硅粉真空压实装置，其特征是所述的基座(2)有两个半环 部件(2-1)组装而成，两个半环部件(2-1)之间通过紧固压脚(6)连接成一体，所述的石 英坩埚⑶与基座⑵之间设置衬板(5)。
7.根据权利要求1所述的硅粉真空压实装置，其特征是所述的可抽真空容器的进 气阀(4-2)的下方设置档风缓冲板(4-4)，挡板缓冲板(4-4)挂设在可抽真空容器的内壁 上。
8.根据权利要求1所述的硅粉真空压实装置，其特征是在所述的可抽真空容器上 设置监测可抽真空容器内部压力的负压阀(4-1)。
9.一种使用权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的装置的硅粉真空压实方 法，其特征是首先将硅粉(8)装入可抽真空容器内，然后真空泵通过抽真空阀(4-3)将 可抽真空容器抽真空，抽真空后打开进气阀(4-2)，硅粉(8)经过真空及气体吹压得到压 实。
10.根据权利要求9所述的硅粉真空压实的方法，其特征是整个抽真空时间控制在 28 30分钟，在真空度达到28mmHg时将流量调至最小并保持4 5分钟，然后关闭抽 真空阀(4-3)，迅速打开进气阀(4-2)。
全文摘要
本发明涉及一种硅粉真空压实装置及其方法，该硅粉真空压实装置，包括可抽真空容器，在可抽真空容器上设置进气阀和抽真空阀，硅粉放置在可抽真空容器内。利用该装置进行压实的方法为首先将硅粉装入可抽真空容器内，然后真空泵通过抽真空阀将可抽真空容器抽真空，抽真空后打开进气阀，硅粉经过真空及气体吹压得到压实。本发明提供的技术方案是在原有单晶炉的基础上增设的，与传统的机械直接接触式压实相比，该硅粉压实装置既可让硅粉得到充分利用，又避免了硅料的再污染，且该装置加工成本低、操作简单。
文档编号B22F3/04GK102009176SQ20101019819
公开日2011年4月13日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者袁为进, 黄强 申请人:常州天合光能有限公司