一种多晶硅生产中使用的硅芯及其硅芯组件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105502407A(43)申请公布日2016.04.20(21)申请号201610077033.5(22)申请日2016.02.04(71)申请人洛阳金诺机械工程有限公司地址471000河南省洛阳市国家高新技术开发区金鑫路2号(72)发明人刘朝轩(51)Int.Cl.C01B33/035(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称一种多晶硅生产中使用的硅芯及其硅芯组件(57)摘要一种多晶硅生产中使用的硅芯及其硅芯组件，涉及多晶硅生产领域，本发明所述的硅芯由若干相互并列排置的竖硅条组合而成，各竖硅条之间留有间隙，便于还原炉中的反应气体从硅条之间穿过。组合后的硅芯横截面不同于传统的实心结构的硅芯，可以用较少的硅材获得较大的结晶表面积，从而加快多晶硅的形成。其优点在于：1、硅条的拉制及组合简单、操作方便。2、生产效率高，后期使用成本低。CN105502407ACN105502407A权利要求书1/1页1.一种多晶硅生产中使用的硅芯，其特征在于：该硅芯由多根竖硅条拼合而成，各竖硅条相互并列并留有间隙，拼合后的硅芯为半空心的柱形硅芯。2.如权利要求1所述的硅芯，其特征在于：所述竖硅条为平板硅条（2）。3.如权利要求1所述的硅芯，其特征在于：所述竖硅条的横截面为“L”型硅条（4）。4.如权利要求1所述的硅芯，其特征在于：所述竖硅条的横截面为圆弧形硅条（5）。5.如权利要求1所述的硅芯，其特征在于：所述竖硅条为圆柱形硅条（6）。6.如权利要求1-5所述的硅芯，其特征在于：拼合后半空心结构硅芯的横截面形状为圆形。7.如权利要求1-5所述的硅芯，其特征在于：拼合后半空心结构硅芯的横截面形状为多边形。8.一种多晶硅生产中使用的硅芯组件，该硅芯组件由硅芯及上锁紧机构和下锁紧机构组成，其特征在于：所述的硅芯采用权利要求1所述的半空心结构硅芯。9.如权利要求8所述的硅芯组件，其特征在于：所述的下锁紧机构由一固定座（3）构成，固定座（3）的上表面开设与竖硅条位置及形状相匹配的孔或卡槽，两者采用过盈配合，将竖硅条的下端固定在固定座（3）上。10.如权利要求8所述的硅芯组件，其特征在于：所述的上锁紧机构为设置在竖硅条上端的一块横横硅板（1），在横硅板（1）的下表面设置形状与竖硅条位置及形状相匹配的孔或硅条卡槽（9），两者采用过盈配合，横硅板（1）将两组半空心的柱形硅芯连接并固定。2CN105502407A说明书1/4页一种多晶硅生产中使用的硅芯及其硅芯组件[0001]【技术领域】本发明涉及多晶硅生产领域，具体说涉及一种多晶硅生产过程中使用的硅芯及其硅芯组件。[0002]【背景技术】随着光伏（PV）行业的发展，多晶硅的使用量在逐渐增大。生产多晶硅时，多数是利用还原炉进行多晶硅的还原生产，即通过化学气相沉积（CVD）法在硅芯的表面沉积多晶硅。在现有技术中，首先将三根实心圆硅芯或方硅芯搭接成“Π”字形结构，然后在还原炉内进行还原反应。所述还原反应是在一个密闭的还原炉中进行的。先在还原炉内用硅芯搭接成若干“Π”字形结构的闭合回路，即进行“搭桥”。每个闭合回路都由两根竖硅芯和一根横硅芯组成。将闭合回路的两个竖硅芯分别接在炉底的两个电极上，两个电极分别连接直流电源的正负极。[0003]为了便于描述，在本发明中将这种按照“Π”字形结构搭接好的硅芯组合体称作“硅芯组件”。[0004]将一个或多个硅芯组件放置在还原炉内，利用直流电对硅芯进行加热，加热中每一组搭接好的硅芯组件即相当于一个大电阻。继而向密闭的还原炉内通入氢气和三氯氢硅，开始进行多晶硅的沉积。在还原炉内多晶硅会逐渐沉积在硅芯的表面形成多晶硅棒。多晶硅棒经过破碎后再利用直拉炉拉制成单晶硅棒。[0005]现有技术在搭接硅芯组件时，通常使用的硅芯为直径8mm左右的实心圆硅芯或用硅锭经线切割形成的10×10mm的方硅芯。在还原反应过程中，生成的硅不断沉积在硅芯表面，硅芯的表面积会越来越大，反应气体分子对沉积面（硅芯表面）的碰撞机会和数量也会随之增加。当单位面积的沉积速率不变时，表面积愈大则沉积的多晶硅量也愈多。因此在搭接硅芯组件时，所使用硅芯的直径越大，多晶硅的生长效率也越高。相对而言，使用大硅芯不仅可以提高多晶硅还原时的生产效率，同时也可以降低生产成本。[0006]为此，本申请人也曾试图采用大直径的实心硅芯。大直径的实心硅芯固然可以提高还原过程的生产率，但大直径硅芯的拉制却也存在生产效率低下的问题。硅芯的直径越大，其拉制也越发困难，并且在炉内一次拉制的根数也受到限制。此外，采用大直径的实心硅芯还存在不便运输、搭接后击穿难度大等问题。[0007]为了提高多晶硅的生产效率，美国GT太阳能公司在其专利号为20078001540