一种多晶炉内载气导流装置的制作方法

本发明涉及一种多晶炉，特别涉及一种多晶炉导流装置。

背景技术：

光伏发电是当前最重要的清洁能源之一，具有极大的发展潜力。由于铸造多晶硅的制备工艺相对简单，成本远低于单晶硅，多晶硅逐步取代直拉单晶硅在太阳能电池材料市场的主导地位，成为行业内最主要的光伏材料。我国太阳能电池制造业现在已经小有规模，具有实力的代表性企业以民营企业为主。据相关行业数据统计，在我国光伏产业链中，多晶硅生产商总共有20家到30家，硅片企业有60余家，电池企业有60余家，组件企业有330多家，行业年产值超过3000多亿元，进出口额220亿美元，就业人数30万人。

随着630光伏补贴政策的到期，竞争压力越来越大，作为硅片企业，提升硅片光电转换效率是重中之重。而硅料中固有存在的杂质不能有效排除将直接影响硅片光电转换效率。目前行业里使用的导气筒都是圆柱形，并且直接吹至熔硅表面，不利于载气气流的有效排出，本发明旨在通过在导气筒出口处，增加导流装置，改善排杂通道，维持稳定温度梯度，进而达到提高硅片光电转换效率的目的。

目前使用的导气筒都是圆柱形，并且直接吹至熔硅表面，不利于碳氧杂质的有效带出。碳杂质增多，则会使得硅锭中硬质点增多，导致切片断线率增加，利用率减小，成本增加；而氧杂质则直接影响电池工艺，导致电池工艺光衰增强，直接影响电池效率，因此针对碳氧含量的控制，显得十分重要。载气在多晶炉铸锭过程中除了起到保护气体的作用，同时在熔化和长晶阶段将反应挥发生产的杂质带走。

现有技术中公开了一种带有导流装置的多晶硅铸锭炉，其公开号为：cn107385511a，包括隔热笼、输气管和导流装置，导流装置设置多条导流气道，其不足之处在于，其结构较为复杂，生产成本较高。

现有技术中还公开了一种多晶硅铸锭炉氩气导流系统及其导流方法，其公开号为cn103590103a，其导流通道仅仅增加了导流的通道数，并未对气流性能起到较大的改善，因此，其碳氧杂质的清理能力较差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多晶炉内载气导流装置，改变经载气流动形式，使得载气不直吹至表面，缓冲气流强度,减少涡流产生，更好带走杂质。

本发明的目的是这样实现的：一种多晶炉内载气导流装置，包括圆形盘片，所述圆形盘片的中心开设有通气孔，所述圆形盘片上绕通气孔外周开设有多个通气时形成旋转气流的导流通道。

本发明使用时，将本发明安装在导气筒末端与盖板接触位置，该导流装置将通道分为中心的圆形通道及周边多个导流通道；中心通道相比于之前的导流通道，面积减少，从而导致流速增大，从而带走更多熔体表面碳氧杂质；而碳氧杂质周边的导流通道产生旋转气流，使得气体由上而下吹入时，形成具有一定角度的氩气流域，使得气体围绕中心位置旋转，避免了氩气直吹熔体表面，增大了接触面积，减少过冷度产生。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过在导气筒出口处，增加导流装置，通过对导流装置的设计，引导载气流动，从而改变载气流动形式，使得载气不直吹至表面，缓冲气流强度，减少涡流产生，同时更好带走杂质；并且有效地增加了气体和液体硅的接触面积，中心区域过冷度降低，使得长晶界面更为平整，从而减少了硅晶体中位错的产生。本发明可用于多晶炉中。

为了进一步增强本发明的导流性能，所述导流通道处加工成半圆形通孔，且通孔处对应设置有半圆形导流板，通孔与导流板之间形成导流通道。半圆形结构使得出口角度更大，旋转气流影响范围更大，进一步增强导流效果。

为了使得加工制造更加方便，所述导流板的水平部连接在通孔的水平部，导流板的半圆部和通孔的半圆部之间形成作为导流通道的开口。水平部的连接相对于半圆部的连接加工制造更加方便。

作为本发明的进一步限定，所述导流板与盘片的连接处加工成圆弧状，导流板配合加工成有曲率的板面。一定曲率板面结构使得气流进入导流通道更加顺畅，同时，板面两侧的气流会往板面中央集中，具有更好的初速度，形成的旋转气流旋转性能更好。

为了使得本发明安装更加方便，所述盘片外周设置有固定安装板。

为了保证旋转气流的流动性，所述导流通道均匀设置在通气孔外周。

本发明旨在通过获得炉内进气后将气流从平直无旋气流转换为有旋气流，增强气流对高温硅液溢出的高浓度杂质进行强制分散并快速带离硅液表面的能力，从而达到强化对流传热，强化杂质分离的目的；通过强化气体对流带走杂质的方式可以大幅降低硅锭中氧碳含量。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明俯视图。

图3为本发明中盘片立体结构示意图。

图4为本发明中导流板立体结构示意图。

图5为本发明中导流板正视图。

其中，1盘片，1a通气孔，1b通孔，2导流板，3安装板。

具体实施方式

如图1-5所示的一种多晶炉内载气导流装置，包括圆形盘片1，圆形盘片1的中心开设有通气孔1a，圆形盘片1上绕通气孔1a外周开设有多个通气时形成旋转气流的导流通道，导流通道处加工成半圆形通孔1b，且通孔1b处对应设置有半圆形导流板2，通孔1b与导流板2之间形成导流通道，导流板2的水平部连接在通孔1b的水平部，导流板2的半圆部和通孔1b的半圆部之间形成作为导流通道的开口，导流板2与盘片1的连接处加工成圆弧状，导流板2配合加工成有曲率的板面，盘片1外周设置有固定安装板3，导流通道均匀设置在通气孔1a外周。

将发明安装在导气筒末端与盖板接触位置，该导流装置将通道分为中心的圆形通气孔1a及周边多个导流通道；通气孔1a相比于之前的结构，面积减少，从而导致流速增大，从而带走更多熔体表面碳氧杂质；而碳氧杂质周边的导流通道设计为一定曲率的叶面，使得气体由上而下吹入时，形成具有一定角度的氩气流域，使得气体围绕中心位置旋转，避免了氩气直吹熔体表面，增大了接触面积，减少过冷度产生；本发明可以单独成件，单独制作，不需要针对热场进行改造，利于操作。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了硅片制造领域内的一种多晶炉内载气导流装置，包括圆形盘片，圆形盘片的中心开设有通气孔，圆形盘片上绕通气孔外周开设有多个通气时形成旋转气流的导流通道，通过在导气筒出口处，增加导流装置，通过对导流装置的设计，引导载气流动，从而改变载气流动形式，使得载气不直吹至表面，缓冲气流强度，减少涡流产生，同时更好带走杂质；并且有效地增加了气体和液体硅的接触面积，中心区域过冷度降低，使得长晶界面更为平整，从而减少了硅晶体中位错的产生，可用于多晶炉中。

技术研发人员：张小东;韩晓敏;常传波
受保护的技术使用者：扬州荣德新能源科技有限公司
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2019.02.12