一种采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法技术

一种采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，涉及人工晶体领域，本发明专利技术无需直接拉制大直径硅芯，只需拉制常规直径的硅芯，然后由硅芯组合成硅芯组件，通过将至少两组硅芯组件并列组合后形成“Π”形的整体导电回路，在实现增大整体导电回路表面积的同时，还达到了多晶硅棒快速生长的技术诉求，本发明专利技术具有操作简单、生产效率高以及使用成本低等特点，特别适合在多晶硅领域大面积推广和应用。合在多晶硅领域大面积推广和应用。合在多晶硅领域大面积推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及人工晶体领域，具体涉及一种采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法。

技术介绍

[0003]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。
[0004]为了便于描述，在本专利技术中将这种按照“Π”字形结构搭接好的硅芯组合体称作“硅芯组件”。
[0005]将一个或多个硅芯组件分别单独放置在还原炉内，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。
[0006]现有技术在搭接硅芯组件时，通常使用的硅芯为直径φ10mm～φ15mm的实心圆硅芯或用硅锭经线切割形成的10
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10 mm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，即生产效率越高。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。
[0007]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或生长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。
[0008]综上分析，采用大直径的硅芯进行搭接来实现多晶棒的快速生长就成了一个本领域技术人员难以克服的技术壁垒，那么如何通过增大硅芯组件的表面积来提高多晶硅棒生产效率的目的就成了本领域技术人员的长期技术诉求。

技术实现思路

[0009]为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，本专利技术通过将至少两组硅芯组件并列组合在一起形成“Π”形的整体导电回路，较好的实现了增大其表面积的目的，达到了多晶硅棒快速生长的诉求。
[0010]为了实现上述专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：一种采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述方法为首先将一根横硅芯搭接在两根竖硅芯的上端形成一组硅芯组件，将至少两组硅芯组件并列组合后形成整体导电回路，然后将整体导电回路的两端头分别连接硅芯夹持座，两硅芯夹持座分别连接电源的正负极，对整体导电回路进行加热，然后向炉室内通入还原气体进行还原反应实现多晶硅棒的生长。
[0011]所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述横硅芯和竖硅芯的横截面形状为圆形或椭圆形或方形或圆环形或三角形或多边形中的任意一种。
[0012]所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述横硅芯和竖硅芯的横截面形状设置为圆形或椭圆形时，在横硅芯和竖硅芯的外缘面上对称设有平面。
[0013]所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述横硅芯的两端分别设有锥形孔。
[0014]所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述竖硅芯的上端头设有锥形柱。
[0015]所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述竖硅芯的下端头设有锥形柱。
[0016]所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述竖硅芯的第二结构为在竖硅芯的上端头设有横硅芯穿孔。
[0017]所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述竖硅芯的第三结构为在竖硅芯的上端头设有横硅芯卡槽。
[0018]所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述横硅芯卡槽的形状为V型或U型。
[0019]采用本专利技术的技术方案具有如下有益效果：本专利技术无需直接拉制大直径硅芯，只需拉制常规直径的硅芯，然后由硅芯组合成硅芯组件，通过将至少两组硅芯组件并列组合后形成“Π”形的整体导电回路，在实现增大整体导电回路表面积的同时，还达到了多晶硅棒快速生长的技术诉求，本专利技术具有操作简单、生产效率高以及使用成本低等特点，特别适合在多晶硅领域大面积推广和应用。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例中整体导电回路的第一结构示意图；图2是本专利技术实施例中横硅芯的结构示意图；图3是本专利技术实施例中竖硅芯的结构示意图；图4是本专利技术实施例中硅芯组件的第二结构示意图；图5是本专利技术实施例中硅芯组件的第三结构示意图；图6是本专利技术实施例中竖硅芯横截面的结构示意图；
在图中：1、横硅芯；2、竖硅芯；3、锥形柱；4、锥形孔；5、横硅芯穿孔；6、卡接平面；7、横硅芯卡槽；8、平面。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例对本专利技术进行进一步的说明；下面的实施例并不是对于本专利技术的限定，仅作为支持实现本专利技术的方式，在本专利技术所公开的技术框架内的任意等同结构替换，均为本专利技术的保护范围；在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0022]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0023]结合附图1～6所述的一种采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，所述方法为首先将一根横硅芯1搭接在两根竖硅芯2的上端形成一组硅芯组件，实施时，如图2所示，在所述竖硅芯2的上端头设有锥形柱3，如图3所示，在所述横硅芯1的两端分别设有锥形孔4，所述锥形孔4由横硅芯1的下面贯通至横硅芯1的上面，即锥形孔4为下端大上端小的锥形，将两根竖硅芯2上端的锥形柱3分别插接在横硅芯1两端的锥形孔4内使两根竖硅芯2与横硅芯1牢固的连接在一起，此时两根竖硅芯2与横硅芯1形成“Π本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，其特征是：所述方法为首先将一根横硅芯（1）搭接在两根竖硅芯（2）的上端形成一组硅芯组件，将至少两组硅芯组件并列组合后形成整体导电回路，然后将整体导电回路的两端头分别连接硅芯夹持座，两硅芯夹持座分别连接电源的正负极，对整体导电回路进行加热，然后向炉室内通入还原气体进行还原反应实现多晶硅棒的生长。2.根据权利要求1所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，其特征是：所述横硅芯（1）和竖硅芯（2）的横截面形状为圆形或椭圆形或方形或圆环形或三角形或多边形中的任意一种。3.根据权利要求2所述的采用多组硅芯组件组合生长多晶硅棒的方法，其特征是：所述横硅芯（1）和竖硅芯（2）的横截面形状设置为圆形或椭圆形时，在横硅芯（1）和竖硅芯（2）的外缘面上对称设有平面（8）。4.根据权利要求1所述的采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝轩，
申请(专利权)人：洛阳市自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：