本发明涉及光伏单晶硅铸锭炉用坩埚的制作领域，尤其涉及一种光伏单晶硅铸锭炉用碳碳纤维坩埚3d编制工艺。
背景技术：
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电；通过光电转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件(太阳能电池)的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
由于硅材料占太阳能电池成本中的绝大部分，降低硅材料的成本是光伏应用的关键。多晶硅铸锭技术是降低太阳能电池成本的重要途径之一，该技术省去了昂贵的单晶拉制过程，也能用较低纯度的硅砂作投炉料，材料及电能消耗方面都较省。铸锭工艺主要有定向凝固法和浇铸法两种。定向凝固法是将硅料放在坩埚中加以熔融，然后控制保温罩的提升速度从坩埚底部形成冷源以造成一定的温度梯度，使固液界面从坩埚底部向上移动而形成晶锭。所以说坩埚是光伏单晶硅铸锭炉的关键部件，最常见的为三瓣式石墨坩埚，由于坩埚本身由三片拼接而成，存在以下的问题：存在热应力、硅蒸汽侵蚀，导致坩埚龟裂、侵蚀失强；需烧结或气相沉积或液相沉积，工时大成本较高；直径越大壁厚要求也越大，材料成本高，并且由于高温反应，石墨自身稳定性较差，再加上石墨本身易碎的特性，坩埚的使用寿命往往较短，一般需要两三个月更换一次，所以其耐高温、耐久性较差，另一方面现有的碳碳坩埚的生产过分依赖芯模，生产不同规格的坩埚需要制造不同尺寸的芯模，费时费力。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种光伏单晶硅铸锭炉用碳碳纤维坩埚3d编制工艺，替代传统石墨三瓣坩埚，使碳碳纤维坩埚在热场中具有抗拉伸、抗压缩和超强抗层间剪切，可承受较大的应力，在高温下不变形，保持原有形状，使用寿命长等特点，并且摆脱芯模的限制，节约了大量的成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种光伏单晶硅铸锭炉用碳碳纤维坩埚3d编制工艺，具体步骤如下：
(1)碳碳坩埚预制体的3d编制：按照重量分数配比，15-28mm碳纤维10～15份，36-45mm碳纤维30～38份：60-80mm碳纤维33～41份，105-125mm碳纤维20～28份，将配比好的碳纤维用三维编织机将其按照预定的曲面坩埚形状进行编制；
(2)将经过3d编制得到的碳碳坩埚预制体置于化学气相沉积炉中，采用丙烯作为碳源气体进行化学气相渗透，化学气相渗透的工艺参数为：碳源气体流量为65l/min，化学气相渗透的温度为1000℃，保温时间为25小时；
(3)将经化学气相渗透后的坩埚预制体置于浸渍炉中，在压力为0.8mpa的条件下进行糠酮树脂压力浸渍，保压时间为0.7小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在70℃下，热固化处理3小时，然后升温至200℃，热固化处理3.5小时；再置于炭化炉中在900℃下炭化，保温2.5小时；
(4)将步骤(3)中得到的坩埚预制体置于真空-压力沥青浸渍罐中在压力0.1mpa下进行沥青压力浸渍处理，保压时间为1小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在65℃下，热固化处理2小时，然后升温至150℃，热固化处理3小时；然后将浸渍后的坩埚制品转入炭化炉中在700℃下进行炭化，保温3小时。
进一步说，步骤(1)所述的碳纤维包括pan基碳纤维和沥青基碳纤维，按质量分数占比为7:3～8.5:1.5。
进一步说，步骤(1)中按照重量分数配比，15-28mm碳纤维12份，36-45mm碳纤维35份：60-80mm碳纤维33份，105-125mm碳纤维20份。
进一步说，步骤(3)中压力浸渍的压力为1.5mpa～2mpa。
进一步说，步骤(4)中压力浸渍的压力为2mpa～2.5mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用本发明编制的碳碳纤维坩埚，其强度可以是石墨坩埚的10倍以上，可以克服热应力，有效提高坩埚的可靠性；
2、采用树脂和沥青相结合的浸渍工艺，其耐腐蚀能力强，可以有效对抗硅蒸汽的侵蚀，大大延长了坩埚的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种光伏单晶硅铸锭炉用碳碳纤维坩埚3d编制工艺，具体步骤如下：
(1)碳碳坩埚预制体的3d编制：按照重量分数配比，15-28mm碳纤维10～15份，36-45mm碳纤维30～38份：60-80mm碳纤维33～41份，105-125mm碳纤维20～28份，将配比好的碳纤维用三维编织机将其按照预定的曲面坩埚形状进行编制；
(2)将经过3d编制得到的碳碳坩埚预制体置于化学气相沉积炉中，采用丙烯作为碳源气体进行化学气相渗透，化学气相渗透的工艺参数为：碳源气体流量为65l/min，化学气相渗透的温度为1000℃，保温时间为25小时；
(3)将经化学气相渗透后的坩埚预制体置于浸渍炉中，在压力为0.8mpa的条件下进行糠酮树脂压力浸渍，保压时间为0.7小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在70℃下，热固化处理3小时，然后升温至200℃，热固化处理3.5小时；再置于炭化炉中在900℃下炭化，保温2.5小时；
(4)将步骤(3)中得到的坩埚预制体置于真空-压力沥青浸渍罐中在压力0.1mpa下进行沥青压力浸渍处理，保压时间为1小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在65℃下，热固化处理2小时，然后升温至150℃，热固化处理3小时；然后将浸渍后的坩埚制品转入炭化炉中在700℃下进行炭化，保温3小时。
进一步说，步骤(1)所述的碳纤维包括pan基碳纤维和沥青基碳纤维，按质量分数占比为7:3～8.5:1.5。
进一步说，步骤(3)中压力浸渍的压力为1.5mpa～2mpa。
进一步说，步骤(4)中压力浸渍的压力为2mpa～2.5mpa。
实施例1：
一种光伏单晶硅铸锭炉用碳碳纤维坩埚3d编制工艺，具体步骤如下：
(1)碳碳坩埚预制体的3d编制：15-28mm碳纤维12份，36-45mm碳纤维35份：60-80mm碳纤维33份，105-125mm碳纤维20份，将配比好的碳纤维用三维编织机将其按照预定的曲面坩埚形状进行编制；
(2)将经过3d编制得到的碳碳坩埚预制体置于化学气相沉积炉中，采用丙烯作为碳源气体进行化学气相渗透，化学气相渗透的工艺参数为：碳源气体流量为65l/min，化学气相渗透的温度为1000℃，保温时间为25小时；
(3)将经化学气相渗透后的坩埚预制体置于浸渍炉中，在压力为0.8mpa的条件下进行糠酮树脂压力浸渍，压力浸渍的压力为1.5mpa，保压时间为0.7小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在70℃下，热固化处理3小时，然后升温至200℃，热固化处理3.5小时；再置于炭化炉中在900℃下炭化，保温2.5小时；
(4)将步骤(3)中得到的坩埚预制体置于真空-压力沥青浸渍罐中在压力0.1mpa下进行沥青压力浸渍处理，压力浸渍的压力为2.2mpa，保压时间为1小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在65℃下，热固化处理2小时，然后升温至150℃，热固化处理3小时；然后将浸渍后的坩埚制品转入炭化炉中在700℃下进行炭化，保温3小时。
进一步说，步骤(1)所述的碳纤维包括pan基碳纤维和沥青基碳纤维，按质量分数占比为7:3。
实施例2
一种光伏单晶硅铸锭炉用碳碳纤维坩埚3d编制工艺，具体步骤如下：
(1)碳碳坩埚预制体的3d编制：按照重量分数配比，15-28mm碳纤维15份，36-45mm碳纤维28份：60-80mm碳纤维37份，105-125mm碳纤维20份，将配比好的碳纤维用三维编织机将其按照预定的曲面坩埚形状进行编制；
(2)将经过3d编制得到的碳碳坩埚预制体置于化学气相沉积炉中，采用丙烯作为碳源气体进行化学气相渗透，化学气相渗透的工艺参数为：碳源气体流量为65l/min，化学气相渗透的温度为1000℃，保温时间为25小时；
(3)将经化学气相渗透后的坩埚预制体置于浸渍炉中，在压力为0.8mpa的条件下进行糠酮树脂压力浸渍，压力浸渍的压力为2mpa，保压时间为0.7小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在70℃下，热固化处理3小时，然后升温至200℃，热固化处理3.5小时；再置于炭化炉中在900℃下炭化，保温2.5小时；
(4)将步骤(3)中得到的坩埚预制体置于真空-压力沥青浸渍罐中在压力0.1mpa下进行沥青压力浸渍处理，压力浸渍的压力为2.5mpa，保压时间为1小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在65℃下，热固化处理2小时，然后升温至150℃，热固化处理3小时；然后将浸渍后的坩埚制品转入炭化炉中在700℃下进行炭化，保温3小时。
进一步说，步骤(1)所述的碳纤维包括pan基碳纤维和沥青基碳纤维，按质量分数占比为8:2。
实施例3
一种光伏单晶硅铸锭炉用碳碳纤维坩埚3d编制工艺，具体步骤如下：
(1)碳碳坩埚预制体的3d编制：按照重量分数配比，15-28mm碳纤维15份，36-45mm碳纤维28份：60-80mm碳纤维35份，105-125mm碳纤维22份，将配比好的碳纤维用三维编织机将其按照预定的曲面坩埚形状进行编制；
(2)将经过3d编制得到的碳碳坩埚预制体置于化学气相沉积炉中，采用丙烯作为碳源气体进行化学气相渗透，化学气相渗透的工艺参数为：碳源气体流量为65l/min，化学气相渗透的温度为1000℃，保温时间为25小时；
(3)将经化学气相渗透后的坩埚预制体置于浸渍炉中，在压力为0.8mpa的条件下进行糠酮树脂压力浸渍，压力浸渍的压力为1.8mpa，保压时间为0.7小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在70℃下，热固化处理3小时，然后升温至200℃，热固化处理3.5小时；再置于炭化炉中在900℃下炭化，保温2.5小时；
(4)将步骤(3)中得到的坩埚预制体置于真空-压力沥青浸渍罐中在压力0.1mpa下进行沥青压力浸渍处理，压力浸渍的压力为2mpa，保压时间为1小时；再将坩埚预制体进行固化，将预制体先在65℃下，热固化处理2小时，然后升温至150℃，热固化处理3小时；然后将浸渍后的坩埚制品转入炭化炉中在700℃下进行炭化，保温3小时。
步骤(1)所述的碳纤维包括pan基碳纤维和沥青基碳纤维，按质量分数占比为8.5:1.5。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。