一种多晶硅还原炉的制作方法

文档序号:15711782发布日期:2018-10-19 21:34阅读:241来源:国知局

本发明涉及一种多晶硅的生产设备,具体涉及一种多晶硅还原炉。



背景技术:

随着科技的发展,太阳能光伏产业和半导体工业的发展也越来越迅猛,因此对于太阳能光伏产业和半导体工业生产用的主要原料多晶硅的需求也越来越大。

目前,业界生产多晶硅的方法有多种,其中比较常见的是氢还原法,也称西门子法,目前应用的比较广泛的为改良西门子法,改良的西门子法较传统的西门子方法具备先进的节能低耗工艺,并且可以有效的回收利用生产过程中大量的sicl4、hcl、h2等副产物以及大量的副产热能。

改良西门子法与传统西门子法的原理类似,主要为:将高纯的氢气和高纯度的硅的反应物(多为硅卤化物)作为原料,按一定比例通入到反应容器内(即多晶硅还原炉),在高温高压的环境下,氢气还原硅的反应物,从而形成多晶硅,形成的多晶硅会沉积在硅芯上。随着化学反应的继续,沉积在硅芯上的多晶硅越来越多,逐渐将硅芯全部覆盖,变成一根外部包裹着多晶硅的棒状体,俗称硅棒。随着还原炉内化学反应的继续进行,硅棒的半径越来越大,直到达到预定的尺寸,即停止还原炉内的化学反应。

目前,改良西门子法制备多晶硅采用的钟罩式还原炉,全部采用底部进料方式,依靠进料喷嘴和进料压力将物料喷射到还原炉顶部,但是物料在喷射过程中的压损会导致物料分布不均匀,在生产过程中就会出现硅棒上下生长不均匀、炉顶温度过高使硅棒表面出现“爆米花”、“熔硅”等现象,严重影响产品质量。



技术实现要素:

有鉴于此,针对现有技术的不足,本发明提供一种多晶硅还原炉,解决现有还原炉内物料分布不均匀导致的反应温度不均影响产品质量的问题。

为解决以上技术问题,本发明的技术方案为采用一种多晶硅还原炉,它包括底盘、设置在底盘上的电极和置于底盘上方的钟罩,电极上一一对应安装有硅芯棒,底盘上设有多个底部进气喷嘴,其特征在于:所述底盘上还设有多个顶部进气口,顶部进气口上连接顶部进气延伸管,顶部进气延伸管的顶端连接顶部进气喷嘴。

进一步的,所述顶部进气口为四个,设置在底盘边缘的四周。

进一步的,所述顶部进气口对称等间距设置在底盘边缘的四周。

进一步的,所述底部进气喷嘴在底盘上呈同心圆环形分布。

进一步的,所述底部进气喷嘴和顶部进气喷嘴为耐高温不锈钢喷嘴。

进一步的,所述钟罩内壁与底盘上最外层电极之间设置有保温层。

进一步的,所述保温层为上下穿通的圆筒形状。

进一步的,所述保温层设置在底盘上固定于钟罩内壁。

与现有技术相比,本发明通过设置顶部进气喷嘴,能够使物料直接从顶部喷出,通过底部和顶部同时供料,使硅棒上下都有充足的物料进行反应,达到了平衡还原炉内物料分布的效果,解决了还原炉内反应温度不均的问题,避免产生玉米花状多晶硅和熔断现象,提高了产品品质;同时顶部进气延伸管设置在底盘上,避免了从还原炉外部接管线至还原炉顶部进行供料带来的拆装困难的问题,因为还原炉生产方式为间歇性生产,在固定的时间内需要拆炉,从外部接管线增加了拆装还原炉的困难与风险。并且本发明在钟罩内壁与底盘最外层的电极之间设置了保温层,在一定程度上阻止了还原炉内部与钟罩内壁之间的热量交换,使得水夹套结构对炉筒进行冷却的同时,并未影响到还原炉内部的热场,从而使得被保温层包覆的还原炉内部并未产生热量的转移,从而确保了还原炉内部的热场均衡,提高了多晶硅产品的质量,使生产出的多晶硅棒的粗细更加均匀。

综上,本发明通过在底盘接管线直接到还原炉顶部,解决了还原炉内反应温度不均的问题,达到了平衡还原炉内物料分布的效果,提高了产品质量,同时也不会给拆装炉带来额外的工作量,拆卸简单、方便、实用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明底盘的俯视示意图。

图例说明:

1-底盘,2-电极,3-硅芯棒,4-钟罩,5-底部进气喷嘴,6-顶部进气口,7-顶部进气延伸管,8-顶部进气喷嘴,9-保温层。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1、图2,本发明提供了一种多晶硅还原炉,它包括底盘1、设置在底盘1上的电极2和置于底盘1上方的钟罩4,电极2上一一对应安装有硅芯棒3,底盘1上设有多个底部进气喷嘴5,底部进气喷嘴5在底盘1上呈同心圆环形分布,底盘1边缘的四周还设有四个顶部进气口6,优选顶部进气口6对称等间距设置在底盘1边缘的四周,顶部进气口6上连接顶部进气延伸管7,顶部进气延伸管7的顶端连接顶部进气喷嘴8。在钟罩4内壁与底盘1上最外层电极之间设置有保温层9,保温层9设置在底盘1上固定于钟罩内壁,为上下穿通的圆筒形状。

优选的是,底部进气喷嘴5和顶部进气喷嘴8均选用耐高温不锈钢喷嘴。

顶部进气延伸管7采用耐高温不锈钢材质制作,顶部进气延伸管7与顶部进气口6和顶部进气喷嘴8的连接均采用螺纹连接。

本发明通过在底盘接管线直接到还原炉顶部,解决了还原炉内反应温度不均的问题,达到了平衡还原炉内物料分布的效果,提高了产品质量,同时也不会给拆装炉带来额外的工作量,拆卸简单、方便、实用。

应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种多晶硅还原炉,它包括底盘、设置在底盘上的电极和置于底盘上方的钟罩,电极上一一对应安装有硅芯棒,底盘上设有多个底部进气喷嘴,同时底盘上还设有多个顶部进气口,顶部进气口上连接顶部进气延伸管,顶部进气延伸管的顶端连接顶部进气喷嘴。本发明通过在底盘接管线直接到还原炉顶部,解决了还原炉内反应温度不均的问题,达到了平衡还原炉内物料分布的效果,提高了产品质量,同时也不会给拆装炉带来额外的工作量,拆卸简单、方便、实用。

技术研发人员:王云鹏;甘居富;罗周;游书华;彭中;庹如刚;张杰
受保护的技术使用者:四川永祥新能源有限公司
技术研发日:2018.08.31
技术公布日:2018.10.19
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