一种多晶硅破碎装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及多晶硅破碎技术领域，特别是涉及一种利用水电效应的多晶硅破碎装置。
【背景技术】
[0002]随着化石能源的逐渐枯竭以及环境污染问题的日益加剧，探寻一种无污染的可再生能源成为当务之急，因此，太阳能的合理利用对在低碳模式下实现可持续发展具有重要的经济和战略意义。多晶硅是生产太阳能光伏电池的主要原料，多晶硅的破碎是多晶硅生产企业最后的生产环节，其完成的好坏会对多晶硅产品的品质产生直接影响。
[0003]现有的一种多晶硅棒破碎方案是，将待破碎的多晶硅棒和电极放置在盛有高纯的去离子水的容器中，通过水电效应，即电极产生剧烈的高压电弧放电，这种高压电弧放电会在水中产生强烈的冲击波，引起容器内去离子水的压力急剧变化，从而瞬间击碎放置在容器内的多晶硅棒。去离子水是除去了呈离子形式杂质后的纯水，多晶硅棒与高纯的去离子水接触，不会影响多晶娃广品的品质。
[0004]然而，这种利用水电效应破碎多晶硅的方案也存在以下技术缺陷:
[0005]1、电极放电时形成的冲击波是类球面波，能量随着球面波直径的扩大发散的很快，因此，就要求电极的放电端距离多晶硅棒较近，通常为3-10mm左右。但是，由于目前多晶娃还原炉正常出炉的多晶娃棒的平均直径在80mm-160mm之间，并且由于同一根多晶娃棒的不同部位直径不均匀或者多晶硅棒不直，多晶硅棒与电极的放电端之间的距离差别较大，有时会超过10mm。因此，在破碎多晶硅棒时需要不断地调整电极和/或多晶硅棒的相对位置，以保证电极的放电端与多晶硅棒之间的距离在水电效应的有效范围之内。频繁调整电极和/或多晶硅棒的相对位置，降低了多晶硅棒的破碎效率，而且，如果需要破碎不同规格的多晶硅棒，也需要重新调整电极和/或多晶硅棒的相对位置，操作不便；
[0006]2、电极放电时形成的冲击波是类球面波，不具有指向性，使得一部分能量白白浪费掉，多晶硅棒破碎效果差；
[0007]3、由于高压电极和低压电极之间放电时，电极间的放电通道内的水会形成放电等离子体通道，压强高达lGPa，温度达数万K，电极的放电端在几百毫秒的时间内温度会升高上千摄氏度。现有的电极通常为铜电极，熔点较低，一方面，无法抗电弧烧蚀，使用寿命短；另一方面，电极烧蚀后，在冲击波的作用下，会将部分熔化的电极材料喷射到多晶硅棒表面上，污染多晶娃棒。
[0008]因此，亟需一种多晶硅破碎装置以解决上述技术问题。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供一种多晶硅破碎装置，用以解决多晶硅破碎效率低、效果差，灵活性差，电极使用寿命短的问题。
[0010]本实用新型为解决上述技术问题，采用如下技术方案:
[0011]本实用新型提供一种多晶硅破碎装置，包括用于电弧放电的高压电极和低压电极，所述装置还包括冲击波会聚装置，所述高压电极和低压电极固设在所述冲击波会聚装置上；
[0012]所述冲击波会聚装置能够将高压电极和低压电极发生电弧放电产生的冲击波会聚到待破碎的多晶硅棒上。
[0013]优选的，所述冲击波会聚装置为凹面反射罩，所述凹面反射罩的内壁呈凹面形状，所述高压电极和低压电极的放电端位于凹面反射罩的凹面区域内。
[0014]优选的，所述凹面反射罩的凹面开口的两端之间的距离大于或等于待破碎的多晶硅棒的直径。
[0015]优选的，所述凹面反射罩的长度为50_150mm ；
[0016]所述凹面反射罩的内壁与外壁之间的厚度为8_30mm。
[0017]优选的，所述凹面反射罩的内壁呈旋转椭球冠状，所述高压电极和低压电极的放电端位于旋转椭球冠的近端焦点处；
[0018]所述凹面反射罩能够将所述高压电极和低压电极电弧放电产生的冲击波会聚到设置于旋转椭球冠的远端焦点处的待破碎的多晶硅棒上。
[0019]优选的，所述旋转椭球冠的半短轴的长度大于或等于待破碎的多晶硅棒的半径；所述旋转椭球冠的半焦距的长度为40-100mm。
[0020]优选的，所述冲击波会聚装置采用不锈钢制成。
[0021]优选的，所述冲击波会聚装置采用表面包覆有聚氨酯或氨纶的不锈钢制成。
[0022]优选的，所述高压电极和低压电极采用以下材料之一制成:
[0023]钨、钨合金、钼、钼合金、碳素材料、硅、硅化合物。
[0024]优选的，所述高压电极和低压电极采用钨钼合金、铜钨合金或铜钼合金。
[0025]本实用新型具有如下有益效果:
[0026]本实用新型利用冲击波会聚装置承载用于实现电弧放电的高压电极和低压电极，并将高压电极和低压电极电弧放电产生的冲击波会聚到待破碎的多晶硅棒上，不但能够将高低压电极产生的冲击波直接作用于待破碎的多晶硅棒上，而且还能够借助冲击波会聚装置，将无法直接作用于待破碎的多晶硅棒上的冲击波反射到待破碎的多晶硅棒上，一方面，使得产生的冲击波更具有指向性，从而实现能量会聚，避免能量浪费，提高能量利用率；另一方面，由于可以将反射的冲击波作用于待破碎的多晶硅棒上，对于不同规格或者不直的多晶硅棒来说，无需再频繁调整电极和/或多晶硅棒的相对位置，也可以保证破碎效果，提高破碎效率，操作更为简单方便；本实用新型通过采用具有良好导电性能、抗电弧烧蚀性能和抗冲击破坏能力的材料制造高低压电极，提高电极的使用寿命，并降低电极烧蚀对多晶硅棒的污染。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型实施例提供的具有旋转椭球冠状的凹面反射罩的多晶硅破碎装置的结构示意图；
[0028]图2为本实用新型实施例提供的多晶硅破碎装置的电极的连接方式示意图之一；
[0029]图3为本实用新型实施例提供的多晶硅破碎装置的电极的连接方式示意图之二。
[0030]图例说明:
[0031]1、高压电极2、低压电极3、冲击波会聚装置；
[0032]4、多晶硅棒5、放电区域6、绝缘套；
[0033]7、电极支架8、夹具11、高压电极头；
[0034]21低压电极头31、外壁32、内壁。
【具体实施方式】
[0035]为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0036]本实用新型提供一种多晶硅破碎装置，通过设置冲击波会聚装置，将高压电极和低压电极电弧放电产生的冲击波会聚到待破碎的多晶硅棒上，以解决多晶硅破碎效率低、效果差，灵活性差，电极使用寿命短的问题。
[0037]以下结合图1详细说明本实用新型的多晶硅破碎装置的结构。如图1所示，多晶硅破碎装置包括高压电极1、低压电极2和冲击波会聚装置3，高压电极I和低压电极2固设在冲击波会聚装置3上。其中，高压电极I和低压电极2的放电端之间的距离可以为2-60mm，形成放电区域5，从而实现电弧放电，以产生冲击波，通常，高压电极I的电压为8-25kv，低压电极2接地。冲击波会聚装置3能够将高压电极I和低压电极2电弧放电产生的冲击波会聚到待破碎的多晶硅棒4上。
[0038]需要说明的是，该多晶娃破碎装置在使用时，为避免水中的杂质污染多晶娃，需要放置在盛有高纯的去离子水的容器(图中未绘示)中，同时，多晶硅棒4也需要水平放置在该容器中。
[0039]优选的，冲击波会聚装置3可以为凹面反射罩。为了便于放置在容器内，凹面反射罩的外壁31的形状可以适应容器的形状，例如在本实用新型实施例中，凹面反射罩的外壁31呈矩形。凹面反射罩的内壁32呈凹面形状，凹面反射罩的内壁32与外壁31形成罩壁，
罩壁具有一定的厚度。
[0040]高压电极I和低压电极2设置在凹面反射罩的罩壁上，具体的，高压电极I和低压电极2贯穿该凹面反射罩的罩壁设置，且高压电极I和低压电极2的放电端位于凹面反射罩的凹面区域内。
[0041]为了兼顾凹面反射罩的强度和重量，优选的，凹面反射罩的内壁32与外壁31之间的厚度，即凹面反射罩的罩壁的厚度，可以为8-30mm。
[0042]优选的，凹面反射罩的长度可以为50_150mm。
[0043]需要说明的是，凹面反射罩的长度L是指凹面反射罩在凹面的进深方向的长度，若凹面反射罩的长度L过短，则没有足够的反射区域来反射冲击波，无法保证破碎效果；若凹面反射罩的长度L过长，则浪费材料，增加成本。
[0044]凹面反射罩的凹面开口的两端之间的距离2D与待破碎的多晶硅棒的最大直径相当，即凹面反射罩的凹面开口的两端之间的距离2D大于或等于待破碎的多晶硅棒4的直径，例如，2D可以为80-200mm。
[0045]优选的，凹面反射罩的内壁32可以呈旋转椭球冠状，对于旋转椭球冠状的凹面反射罩的内壁32来说，高压电极I和低压电极2的放电端可以位于旋转椭球冠的近端焦点Fl处，待破碎的多晶硅棒4可以设置于旋转椭球冠的远端焦点F2处。内壁呈旋