專利名稱：晶體硅材料的深冷處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及深冷處理技術領域，更具體地說，涉及一種晶體硅材料的深冷處
理裝置。
背景技術：
隨著常規能源的有限性及環保壓力的增加，諸多國家掀起了開發和利用新能源的 熱潮，其中，太陽能作為一種可再生清潔能源在全球范圍內得到快速的發展，因此光伏組件 得到了大范圍應用。隨著光伏組件的大規模生產，光伏組件也暴露出一些缺點，作為如光伏 組件的轉換效率低等，世界各國光伏技術人員紛紛投入大批技術力量對此進行研究改進。 目前，作為光伏電池的制備原料，晶體硅材料的硬度和耐磨性較差，使用壽命較短，同時，奧 氏體的高脆性造成加工后的晶體硅材料的易碎裂，使太陽能電池片的抗隱裂性較差和表面 硬度較低。目前，深冷處理技術在工業生產中得到了廣泛的應用。將晶體硅材料進行深冷處 理，可以改善晶體硅材料的性能。現有技術中，晶體硅材料的深冷處理裝置以液氮為冷源， 通過不斷向深冷處理裝置的工件倉中通入液氮，達到深冷處理的目的。但是，該深冷處理裝 置對液氮消耗較大，造成了能源浪費。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型要解決的技術問題在于提供一種晶體硅材料的深冷處理裝 置，利用本實用新型提供的深冷處理裝置進行深冷處理，液氮消耗量小，節約能源。本實用新型提供一種晶體硅材料的深冷處理裝置，包括工件倉；設置于工件倉外部的液氮倉；與液氮倉相連的非接觸式循環泵；與工件倉相連的真空度表和溫度傳感器。優選的，還包括設置于所述液氮倉下方的支架。優選的，還包括與液氮倉相連的液氮壓力表。優選的，所述工件倉為長方體。優選的，所述液氮倉為長方體。優選的，所述溫度傳感器為一個。優選的，所述真空度表為一個。從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供一種晶體硅材料的深冷處理裝置， 包括工件倉；設置于工件倉外部的液氮倉；與液氮倉相連的非接觸式循環泵；與工件倉相 連的真空度表和溫度傳感器。本實用新型通過工件倉外部的液氮倉，保證了工件倉可以實
3現在低溫下工作；通過與工件倉相連的真空度表和溫度傳感器，能夠監測深冷處理過程中 工件倉中的溫度和真空度，保證了深冷處理能夠正常運行；并且，通過與液氮倉相連的非接 觸式循環泵，使液氮倉中的液氮能夠循環使用，無需向空氣中排放液氮，從而降低了能源的 消耗并保護了環境，成本低。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例公開的晶體硅材料的深冷處理裝置示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實 施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例， 本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實 用新型保護的范圍。本實用新型提供一種晶體硅材料的深冷處理裝置，如圖1所示，包括工件倉1、液 氮倉2、非接觸式循環泵3、真空度表4、溫度傳感器5、液氮壓力表6和支架7。工件倉1可以為長方體，還可以為正方體或其他形狀，能夠達到存在工件的作用 即可。在工件倉1的外部設置有液氮倉2，液氮倉2中的液氮能夠達到低溫的效果，從而使 工件倉中的工件實現深冷處理的目的。對于液氮倉2德形狀并無特別限制，可以為長方體、 正方體或其他形狀，能夠達到存放液氮并與工件倉充分接觸的目的即可。在液氮倉2的外部設置有非接觸式循環泵3，通過非接觸式循環泵3使液氮倉中的 液氮能夠循環使用，無需向空氣中排放液氮，從而降低了能源的消耗并保護了環境，降低深 冷處理的成本。按照本實用新型，還包括與工件倉1相連的真空度表4。通過真空度表4能夠檢測 工件倉中的真空度，保證工件在要求的真空度下進行工作。對于真空度表4的個數并無特 別限制，可以為一個或多個。溫度傳感器5與工件倉1相連，能夠實時檢測工件倉的內部溫 度，當溫度傳感器5檢測到工件倉的溫度不是工作溫度時，可以通過調節液氮倉2中的液氮 的量，達到控制溫度的目的。對于溫度傳感器5的個數并無特別限制，可以為一個或多個。液氮壓力表6與液氮倉2相連，能夠檢測液氮倉2中的液氮的壓力，從而保證深冷 處理能夠正常進行。對于液氮壓力表6的個數并無特別限制，可以為一個或多個。支架7位于工件倉的下方，與工件倉相連，達到支撐的目的。本實用新型可以按照如下方法對晶體硅材料進行深冷處理。步驟A 將晶體硅材料降溫至-192 _196°C進行恒溫處理；步驟B 將步驟A恒溫處理后的晶體硅材料升溫至100 120°C進行恒溫處理。上述步驟A中，將晶體硅材料進行深冷處理，將晶體硅材料降溫至優 選-195 -196°C，更優選將晶體硅材料降溫至-196°C。由于晶體硅材料內鐵元素的奧氏體結構在低溫環境下非常不穩固，易分解，因此，當對晶體硅材料進行深冷處理時，缺陷部 分(主要為微孔及內應力集中的部份)產生塑性流動，并且組織發生細化，于是，奧氏體會 轉化成馬氏體，并消除了內應力。生成的馬氏體填補晶體硅材料的內部空隙，增加耐磨面 積，從而提高晶體硅材料的柔韌性能，降低了碎片率。并且，在超低溫時，由于晶體硅材料中 的晶體組織產生體積收縮，晶格常數縮細而加強碳原子析出的驅動力，于是馬氏體的基體 析出大量超微細碳化物。所述超微細碳化物使晶體硅材料的強度提高，同時增加了柔韌性 與剛性，提高了晶體硅材料的抗裂性能。并且，深冷處理可轉移晶體硅原子的運能，使原子 之間不能擴散分開，從而使原子結合更緊密。所述步驟A中降溫速度優選為0. 5 0. 6°C / min，更優選為 0. 5 0C /min。步驟B中將步驟A得到的晶體硅材料升溫優選至110 120°C，更優選至100°C并 恒溫處理。步驟B中升溫速度優選為0. 5 0. 6°C /min,更優選為0. 5°C /min。此外，還包括步驟C 將步驟B恒溫處理后的晶體硅材料降溫至-192 _196°C進行恒溫處理，
然后升至室溫。步驟C中將步驟B得到的晶體硅材料降溫優選至-192 -196 °C，優選 為-195 -196°C，更優選為-196°C，并恒溫處理，然后升至室溫。所述步驟C中降溫速度 為 0. 5 0. 6°C /min,更優選為 0. 5°C /min。上述步驟C是將晶體硅材料的進行反復處理，達到深冷處理的最佳效果。深冷處 理的次數包括但不僅限于上述次數，還可以為更多次。本方法處理后可將晶體硅內含量8% 20%的奧氏體降低為1. 5 3%。將處理 后的晶體硅材料硬度與未處理的晶體硅材料比較，處理后的晶體硅材料硬度提高HRCl 2。實施例1將多晶硅塊材放入加有液氮的深冷處理裝置中，將其從25°C溫度條件下，以 0. 50C /min降溫至_196°C并恒溫18h，然后以0. 5°C /min升溫至室溫；將上述多晶硅塊錠以0. 50C /min升溫至室溫后再加熱至100°C恒溫30min ；將加熱至100°C恒溫30min后的多晶硅塊錠速降溫至_196°C并恒溫18h，最后 0. 5 0C /min速度升溫至室溫。上述處理過的晶體硅材料的奧氏體含量為2%，將處理后的晶體硅材料硬度與未 處理的晶體硅材料比較，處理后的晶體硅材料硬度提高HRC2，實施例中晶體硅快的處理前 后性能如表1所示。表1實施例1中多晶硅塊處理前后性能對照表
權利要求一種晶體硅材料的深冷處理裝置，其特征在于，包括工件倉；設置于工件倉外部的液氮倉；與液氮倉相連的非接觸式循環泵；與工件倉相連的真空度表和溫度傳感器。
2.根據權利要求1所述的深冷處理裝置，其特征在于，還包括設置于所述液氮倉下方 的支架。
3.根據權利要求1所述的深冷處理裝置，其特征在于，還包括與液氮倉相連的液氮壓 力表。
4.根據權利要求1所述的深冷處理裝置，其特征在于，所述工件倉為長方體。
5.根據權利要求1所述的深冷處理裝置，其特征在于，所述液氮倉為長方體。
6.根據權利要求1所述的深冷處理裝置，其特征在于，所述溫度傳感器為一個。
7.根據權利要求1所述的深冷處理裝置，其特征在于，所述真空度表為一個。
專利摘要本實用新型公開了一種晶體硅材料的深冷處理裝置，包括工件倉；設置于工件倉外部的液氮倉；與液氮倉相連的非接觸式循環泵；與工件倉相連的真空度表和溫度傳感器。本實用新型通過工件倉外部的液氮倉，保證了工件倉可以實現在低溫下工作；通過與工件倉相連的真空度表和溫度傳感器，能夠監測深冷處理過程中工件倉中的溫度和真空度，保證了深冷處理能夠正常運行；并且，通過與液氮倉相連的非接觸式循環泵，使液氮倉中的液氮能夠循環使用，無需向空氣中排放液氮，從而降低了能源的消耗并保護了環境，成本低。
文檔編號H01L31/18GK201764768SQ20102029312
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月13日 優先權日2010年8月13日
發明者王士元 申請人:英利能源(中國)有限公司