一种卡接式整体十字型硅芯组件的制作方法

本实用新型属于多晶硅原料加工技术，尤其是涉及一种卡接式整体十字型硅芯组件。

背景技术：

由于光伏行业的快速发展，高纯多晶硅原料的需求增长迅猛，目前国内外生产多晶硅原料的工艺大部分都是三氯氢硅氢还原法,即改良西门子法,改良西门子法或其他类似方法生产大直径多晶硅的主要设备是多晶硅还原炉，首先在多晶硅还原炉内将三根圆形或方形的硅芯搭接成倒U型，在细长的硅芯上通上电源，使硅芯加热发红，直至表面温度达到1050-1100摄氏度，通入高纯的三氯氢硅和氢气，使其在高温下发生氢还原反应，使三氯氢硅中的硅分子堆积在硅芯上，使其的直径不断地增大，通常，硅芯的直径在7-15毫米，可以是圆形也可以是方型，或是其他形状，最终通过氢还原反应使直径不断地增大到120-200毫米，生产出高纯太阳能级6N或电子级11N的多晶硅原料棒，破碎后再利用CZ直拉单晶炉拉制成单晶棒，或使用多晶硅铸锭炉铸成多晶硅硅锭。

现硅芯的制备方法有二种，传统的方法是用CZ法(区熔提拉法)，生产效率低，电力消耗大，设备投资大。另一种是用金刚石工具切割法，采用使用金刚石线锯的数控多晶硅硅芯多线切割机床或类似设备，用于硅芯的制备。通过利用电镀上金刚石微粒的细钢丝线在被加工工件上高速地往复运动或单向移动，将直径100-300mm硅棒压在该机床用金刚石线交叉组成的方形线网上，从而将该硅棒切割成细长的方形硅芯，电力消耗小，加工效率高。

通常将这种用于多晶硅CVD多晶硅还原炉的倒U型搭接的硅芯组合体称作为“硅芯组件”。现有技术在搭接硅芯组件时，通常使用直径为8-10mm的圆形硅芯，或者使用7*7～15*15mm的方形硅芯。在CVD还原反应过程中，反应生成的硅材料不断沉积在硅芯表面，硅芯的表面积会越来越大，反应气体对硅芯表面的碰撞机会和数量也会随之增大。当单位面积的沉积速率不变时，硅芯表面积越大，单位时间生产的多晶硅重量也越多。所以，为提高多晶硅单位时间的产量，提高初始硅芯组件的表面积，不但可以提高多晶硅的产量，同时，由于反应时间的缩短，其生产成本也可以大幅降低。但采用通常使用的实心圆形硅芯或者方形硅芯，大直径圆形或者方形硅芯的应用，虽然可以显著降低多晶硅的生产成本，但硅芯的生产成本很高，而且由于硅芯的重量加大，硅芯的重量的加大，造成硅芯重量在多晶硅产品中的重量占比越来越大，严重影响硅材料的纯度。

所以，各个国家的技术人员多在致力于研发表面积大，而且重量轻的多晶硅硅芯，但是现有技术中的硅芯组件普遍存在加工难度大和成本高的缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种卡接式整体十字型硅芯组件，以解决现有技术中硅芯组件存在的加工难度大和成本高的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种卡接式整体十字型硅芯组件，其包括竖直方向平行间隔设置的两根竖直硅芯和一根水平方向设置的硅芯横梁，所述硅芯横梁搭接于所述两根竖直硅芯的顶端之间，整体形成倒“U”型结构，其中，所述竖直硅芯和硅芯横梁均采用整体的硅材料切割而成，且横截面为“十”字型结构，均包括位于中心的连接部和互相垂直的四条侧边，所述硅芯横梁上位于底部的侧边上间隔开设有两个卡槽，两个竖直硅芯的一端通过连接部卡入卡槽内将竖直硅芯和硅芯横梁连接。

特别地，所述两个卡槽以该侧边的中心为对称点对称排布。

特别地，所述两个卡槽的开设深度与该侧边的宽度相等。

特别地，所述两个卡槽的侧壁均为配合竖直硅芯的相邻两个侧边的相接处设置的直角结构。

特别地，所述硅芯横梁和竖直硅芯的横截面的宽度范围20～100mm，厚度1～8mm之间，硅芯横梁的长度范围为100-500mm，竖直硅芯的长度范围为1500-4000mm。

本实用新型的有益效果为，与现有技术相比所述卡接式整体十字型硅芯组件采用的是整体切割而成的十字硅芯，其强度高，装炉方便，不易折断，倒炉几率小。卡接而成的整体的硅芯组件重量轻，表面积大，加工难度小和成本低。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的卡接式整体十字型硅芯组件的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的卡接式整体十字型硅芯组件的硅芯横梁的侧视图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的卡接式整体十字型硅芯组件的硅芯横梁的仰视图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的卡接式整体十字型硅芯组件的竖直硅芯的截面图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请参阅图1至图4所示，本实施例中提供一种卡接式整体十字型硅芯组件包括竖直方向平行间隔设置的两根竖直硅芯1和一根水平方向设置的硅芯横梁2，硅芯横梁2搭接于所述两根竖直硅芯1的顶端之间，整体形成倒“U”型结构，竖直硅芯1和硅芯横梁2均采用整体的硅材料切割而成，且横截面为“十”字型结构，即横截面均包括位于中心的连接部3和互相垂直的四条侧边4，且四个侧边的宽度和厚度均相同，硅芯横梁2和竖直硅芯1的横截面的宽度范围20～100mm，厚度1～8mm之间，硅芯横梁2的长度范围为100-500mm，竖直硅芯1的长度范围为1500-4000mm，通常情况下竖直硅芯1的长度要大于硅芯横梁2的长度。

硅芯横梁2上位于底部的侧边以其中心为对称点对称开设有两个卡槽5，卡槽5的开设深度与该侧边的宽度相等，卡接时，两个竖直硅芯1的一端通过其连接部3卡入卡槽5内将两个竖直硅芯1和硅芯横梁2连接。

为了提高竖直硅芯1和硅芯横梁2卡接的稳定可靠性，两个卡槽5的侧壁均为配合竖直硅芯1的相邻两个侧边的相接处设置的直角结构，这样能够使竖直硅芯1的两个相邻侧边的根部与卡槽5进行紧密贴合。

上述卡接式整体十字型硅芯组件的卡接结构相对简单，在保证连接可靠性的前提下，降低了加工难度和加工成本。

以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述事例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。