多晶硅生产装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的多晶硅生产装置，包括：底盘；钟罩，设置在所述底盘之上，与底盘形成反应器；所述钟罩上设有尾气出口；所述钟罩外部设置夹套，所述夹套上设置夹套冷却油入口与夹套冷却油出口；所述反应器内部设置内件，所述内件包含中间接管和夹套管，夹套管内设置多晶硅棒；所述中间接管底部设置工艺气体入口、反应器冷却油入口与反应器冷却油出口。利用本发明专利技术生产多晶硅，可以有效降低反应器内无定形硅的生长，减少装置的污染，提高多晶硅的转化率与纯度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多晶硅的生产装置，具体涉及一种利用硅烷分解制造多晶硅的装置。
技术介绍
随着太阳能光伏的崛起，多晶硅也成为了全球的热点产业。目前生产多晶硅的主 要方法是采用西门子法。西门子法将提纯和净化的SiHC13和H2按一定比例进入还原炉， 在1080°C iioo°c温度下，生成的硅沉积在发热体硅芯上。主要反应方程式如下SiHC13+H2-Si+3HC12SiHC13-Si+SiC14+2HCl西门子法在实际使用过程中实现的一次转化率较低，为10% 20%，并且西门子 法在还原工艺后还要增加氢化工艺和尾气处理工艺，整个工艺系统比较复杂，所需硬件投 入成本较大。申请号为200910140420. 9号的专利文献公开了一种制备多晶硅的方法，该方法采用一种新的多晶硅生产工艺，主要包括如下步骤将包括甲硅烷和氢气等的气体混合，并且预热；将预热后的混合气体通入反应器 进行分解沉积反应。将反应后的气体经过两级过滤，分离出的氢气进入第一步，和甲硅烷等 气体混合进行循环利用。然而该专利并未公开多晶硅的生产装置。硅烷的分解反应温度范围较大，使得在一般的多晶硅生产装置中容易形成无定形 硅，这样不仅降低了硅烷的转化率，而且形成的无定形硅会对生产装置造成污染，进而影响 多晶硅产品的纯度。
技术实现思路
本专利技术提供的多晶硅生产装置，目的在于有效降低无定形硅的生长，提高多晶硅 的转化率。为解决上述问题，本专利技术提供的多晶硅生产装置，包括底盘；钟罩，设置在所述 底盘之上，与底盘形成反应器；所述钟罩上设有尾气出口 ；所述钟罩外部设置夹套，所述夹 套上设置夹套冷却油入口与夹套冷却油出口 ；所述反应器内部设置内件，所述内件包含中 间接管和夹套管，夹套管内设置多晶硅棒；所述中间接管底部设置工艺气体入口、反应器冷 却油入口与反应器冷却油出口。作为本专利技术的一种优选方案，所述内件为一个或者一个以上。作为本专利技术的一种优选方案，所述夹套管为偶数个，所述中间接管设置于所述偶 数个夹套管中间。作为本专利技术的一种优选方案，所述夹套管包括夹套管内管和夹套管外管，所述夹 套管内管内径为140mm 200mm。作为本专利技术的一种优选方案，所述中间接管设有出气孔，所述夹套管内管设有进气孔；所述出气孔为一个或者一个以上，所述进气孔为一个或者一个以上。作为本专利技术的一种优选方案，所述夹套管和中间接管通过可拆卸的连接件进行连 接；所述中间接管下部通过连接管和所述夹套管相连，所述中间接管上部通过连接管和所 述夹套管相连；所述连接件为螺栓或者连接板。作为本专利技术的一种优选方案，所述多晶硅棒穿过所述夹套管顶部，每两根多晶硅 棒通过其顶部连接成一对多晶硅棒。作为本专利技术的一种优选方案，所述尾气出口设置在钟罩顶部。作为本专利技术的一种优选方案，所述钟罩上设有视镜；所述视镜设于钟罩上部，所述 视镜为一个或一个以上。作为本专利技术的一种优选方案，所述底盘设有上底板与下底板，所述上底板与所述下底板通过底盘法兰相连接；所述钟罩与所述夹套及所述底盘通过设备 法兰相连接；所述中间接管穿过并固定于所述上底板和下底板。本专利技术的多晶硅生产装置可以有效降低反应器内无定形硅的生长，减少装置的污 染，提高多晶硅的转化率与纯度。附图说明图1为本专利技术多晶硅生产装置的剖视图2为本专利技术多晶硅生产装置的一组内件的截面图3为专利技术多晶娃生产装置的连接管视具体附图标记如下1反应器冷却油出口 2工艺气体入口3反应器冷却油入口4多晶硅棒5底盘51上底板52下底板53底盘法兰6钟罩7夹套71夹套冷却油入口72夹套冷却油出口8设备法兰IOa夹套管IOla夹套管内管102a夹套管外管; 103a进气孔IOb夹套管IOlb夹套管内管; 102b夹套管外管103b进气孔12中间接管121出气孔13连接件14尾气出口15连接管16视镜具体实施例方式以下结合较佳的具体实施例，对本专利技术作进一步说明。结合图1和图2，本专利技术多晶硅生产装置，包括底盘5，设置在底盘5上部的钟罩6， 钟罩6与底盘5形成反应器。钟罩6顶部设置一尾气出口 14，钟罩6上部设置两个视镜16。反应器内部设置一组内件，该内件包括两根相同的夹套管10a、夹套管10b，及一 根中间接管12，以及连接中间接管和夹套管的连接件13和连接管15，每根夹套管内设置一 根多晶硅棒4，两根多晶硅棒4穿过夹套管IOa与夹套管IOb顶部连接成一对多晶硅棒。结合图2和图3，夹套管IOa包括夹套管内管IOla和夹套管外管102a，夹套管内 管IOla内径为160mm ；夹套管IOb包括夹套管内管IOlb和夹套管外管102b，夹套管内管IOlb内径为160mm ；中间接管12通过连接件13与夹套管IOa及夹套管IOb连接，中间接管 12设有两个出气孔121，夹套管内管IOla设有一进气孔103a，夹套管内管IOlb设有一进气 孔 103b。底盘5设有上底板51与下底板52，上底板51与下底板52通过底盘法兰53固定 连接，工艺气体入口 2、反应器冷却油入口 3与反应器冷却油出口 1均设置于中间接管12底 部。中间接管12穿过并固定于上底板51和下底板52。钟罩6与夹套7及底盘5通过设备 法兰8相连接。结合图1、图2和图3，冷却油通过反应器冷却油入口 3进入中间接管12，然后通过 下部连接管15进入夹套管10a，再由夹套管IOa底部流到夹套管IOa顶部，并通过上部连接 管15进入中间接管12顶部，然后通过中间接管12和夹套管IOb之间的连接管15，进入夹 套管10b，再从夹套管IOb顶部流到夹套管IOb底部，通过夹套管IOb和中间接管12连接的 下部连接管15进入中间接管12底部，然后通过反应器冷却油出口 1流出。反应前，先通过反应器冷却油入口 3通人冷却油，对多晶硅棒4进行预热，预热时 间为半小时至两小时，反应器冷却油温度控制在200°C 400°C之间；然后对多晶硅棒4进 行高压击穿，使多晶硅棒4能够导电。由硅烷与氢气组成的工艺气体由工艺气体入口 2进 入中间接管12，通过中间接管12上的出气孔121与夹套管10的进气孔103进入夹套管内 管101，采用交流电对电极棒加热，使多晶硅棒4表面温度为850°C 900°C，硅烷在多晶硅 棒4表面及附近发生分解反应SiH4——Si+H2。反应后的尾气从位于钟罩6顶部的尾气出 口 14出反应器。钟罩6外部环设一夹套7，夹套7上设置夹套冷却油入口 71与夹套冷却油出口 72 ； 在反应过程中，冷却油通过夹套冷却油入口 71进入夹套7，冷却油从夹套冷却油出口 72流 出，夹套冷却油温度控制在200°C 400°C。同时，可以通过钟罩6顶部设置的两个视镜16 进行观测和测温，取得多晶硅棒4的生长情况，通过控制加热电源进行调整。多晶硅棒4的 生长初期，其表面温度控制在875°C 900°C，随着多晶硅棒4直径的增大，其表面温度随之 降低，至多晶硅棒4直径生长到90mm以后，多晶硅棒4表面温度控制在850°C 875°C。硅烷热分解在850°C 900°C时为最佳温度，但其在400°C 850°C以下会发生分 解反应，生成无定形硅，反应速度较快；在40(TC以下也会分解反应生成无定形硅，其反应 速率明显降低。为此，设置夹套管IOa与夹套管10b，将多晶硅棒4设置于夹套管本文档来自技高网...

【技术保护点】
多晶硅生产装置，其特征在于，包括：底盘；钟罩，设置在所述底盘之上，与底盘形成反应器；所述钟罩上设有尾气出口；所述钟罩外部设置夹套，所述夹套上设置夹套冷却油入口与夹套冷却油出口；所述反应器内部设置内件，所述内件包含中间接管和夹套管，夹套管内设置多晶硅棒；所述中间接管底部设置工艺气体入口、反应器冷却油入口与反应器冷却油出口。

【技术特征摘要】
多晶硅生产装置，其特征在于，包括底盘；钟罩，设置在所述底盘之上，与底盘形成反应器；所述钟罩上设有尾气出口；所述钟罩外部设置夹套，所述夹套上设置夹套冷却油入口与夹套冷却油出口；所述反应器内部设置内件，所述内件包含中间接管和夹套管，夹套管内设置多晶硅棒；所述中间接管底部设置工艺气体入口、反应器冷却油入口与反应器冷却油出口。2.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置，其特征在于所述内件为一个或者一个以上。3.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置，其特征在于所述夹套管为偶数个，所述中 间接管设置于所述偶数个夹套管中间。4.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置，其特征在于所述夹套管包括夹套管内管 和夹套管外管。5.根据权利要求4所述的多晶硅生产装置，其特征在于所述夹套管内管内径为 140mm 200mm。6.根据权利要求1所述的多晶硅生产装置，其特征在于所述中间接管设有出气孔，所 述夹套管内管设有进气孔。7.根据权利要求6所述的多晶硅生产装置，其特征在于所述出气孔为一个或者一个 以上，所述进气孔为一个或者一个以上。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑飞龙，周积卫，茅陆荣，
申请(专利权)人：上海森松压力容器有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]