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傳統使用的單晶爐所存在的問題

[2014/7/9]

     近年來,全球范圍內的光伏發電產業發展迅速,其中晶硅組件的比例占到了87% ,晶硅組件質量的優劣及價格在一定程度上影響著光伏組件的效率和成本。因此,面對日趨競爭激烈的市場需求,降低晶硅組件的生產成本,提高產品質量成為了目前光伏產業中亟待解決的問題之一 。

    在晶硅組件中,單晶硅組件與多晶硅組件相比,因其具有較高的光電轉換率、發電性穩定等優點而在市場上占據重要的地位。單晶爐是單晶硅組件生產過程中的主要生產設備,各單晶生產廠商主要采用二次增料技術來提高單晶爐的生產效率。目前,國內單晶生產廠商在單晶爐二次增料裝置方面取得了一定的成果。但是,在長期的生產應用過程中這些裝置都有不同程度的缺陷,為了提高二次增料裝置的性能,本文對原裝置進行了結構改進。

    單晶爐二次增料時的原料形狀一般分為塊狀硅料、粉末狀硅料和棒狀硅料。粉末狀硅料可以利用專用設備壓制成塊狀,棒狀硅料經過水爆機后形成塊狀硅料。因此.塊狀硅料的二次增料裝置可以實現三種不同形狀硅料往單晶爐內的添加,大多數企業采用塊狀硅料二次增料裝置來實現單晶爐生產效率的提高, 圖1為某塊狀硅料的單晶爐二次增料裝置結構示意圖。

    該二次增料裝置的工作原理是:拉桿1可以在固定圈2和定位圈4內左右移動,當沿著豎直方向提起拉桿1時,拉桿1底部的錐形面與外簡5相接觸,此時,將塊狀硅料從固定圈2與外筒5之間的空隙中添加至外筒5內,直至添滿,從而實現二次增料裝置的裝料;接著,提拉盛滿塊狀硅料的二次增料裝置至單晶爐內,使支撐圈3與單晶爐內部的匹配部位相吻合,松開提拉桿1,在硅料重力的作用下,拉桿1底部的錐面與外筒5相分離,此時拉桿1底部的錐面位置如虛線所示,塊狀硅料從外筒5與拉桿1底部錐面之間的空隙流人盛有熔融硅料的石英坩堝中,二次增料裝置內的硅料自由下到單晶爐內的石英坩堝中,實現單晶爐的二次增料。

    存在問題

    該單晶爐二次增料裝置存在主要問題如下:

    (1)、卡料:由于硅料之間、硅料與裝置內部的部件之間存在摩擦力,落料時,硅料容易卡殼,甚至硅料卡住拉桿1,致使其底部錐面與外筒5之間不能形成間隙,塊狀硅料不能實現下落;

    (2)、污染:硅料在實現落料的過程中,拉桿1底部錐面會被下面熔融硅料(單晶爐內)的高溫所氧化而污染硅料,從而影響拉晶工藝或硅棒質量等缺點。

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