多晶硅还原炉制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种多晶硅还原炉，包括炉体和底盘，所述底盘上具有多对均匀分布的电极，所述电极的排布呈蜂窝状，具体为：所述底盘中心具有六个电极，所述六个电极以所述底盘的中心为中心点呈正六边形排布，所述六个电极分别位于所述正六边形的六个顶点处；以所述正六边形为中心，其它电极向外排布，并且，最外层电极的连线近似为以所述底盘的中心为圆心的圆。本实用新型专利技术实施例提供的多晶硅还原炉，提高了多晶硅产品的质量，并且，通过扩展电极的对数，在保证产品质量的同时，还能够降低生产单位质量的多晶硅产品的能量消耗。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及多晶硅的生产设备，更具体地说，涉及一种多晶硅还原炉。
技术介绍
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，其原理是，将高纯的氢气和高纯度的硅的反应物作为原料，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。多晶硅还原炉一般包括底盘和设置于底盘上的炉体，底盘上设置有多对电极， 每对电极间具有一根硅芯。采用西门子法生产多晶硅时，需要将还原炉内的温度维持在 1100°C左右的高温，这样在多晶硅的生产过程中，通过还原炉的炉壁就会散发出大量的热量，而且在开停炉的过程中也会损失大量能量，为了解决能量损耗严重的问题，现有技术中采用了增加还原炉内的电极对数的方法，如图1所示，为现有技术中还原炉底盘的俯视图， 图中各标号分别表示，1、底盘；2、混合气进料喷气口，以下简称进气口 ；3、混合气尾气出气导管口，以下简称排气口 ；4、电极。从图1中可以看出，现有技术中采用了在还原炉底盘1上设置36对电极4的方式，来提高单台还原炉的多晶硅产量，从而降低每公斤多晶硅的单位能耗。但是，现有技术中的还原炉底盘上的电极是以同心圆结构布置的，仅是传统12对电极还原炉的简单放大， 而且，在实际生产过程中发现，采用如图1所示的还原炉生产出的多晶硅棒常常出现酥松的现象，多晶硅棒的表面产生严重的“爆米花现象”，甚至出现倒棒等影响正常生产的情况。基于以上原因，亟需一种新的多晶硅还原炉，以解决多晶硅生产过程中的高能耗、 低质量的问题。
技术实现思路
本技术实施例提供一种多晶硅还原炉，解决了现有技术中的问题，提高了多晶硅产品的质量，并且，通过扩展电极的对数，在保证产品质量的同时，还能够降低生产单位质量的多晶硅产品的能量消耗。为实现上述目的，本技术实施例提供了如下技术方案一种多晶硅还原炉，包括炉体和底盘，所述底盘上具有多对均勻分布的电极，所述电极的排布呈蜂窝状，具体为所述底盘中心具有六个电极，所述六个电极以所述底盘的中心为中心点呈正六边形排布，所述六个电极分别位于所述正六边形的六个顶点处；以所述正六边形为中心，其它电极依次向外排布，并且，最外层电极的连线近似为以所述底盘的中心为圆心的圆。优选的，所述底盘上还包括位于正六边形中心位置处的进气口 ；位于所述底盘中心位置处的排气口和/或位于所述最外层电极连线处且均勻排布的多个排气口。优选的，每两个电极间的最小距离为130mmj60mm。优选的，每两个电极间设置一个硅芯，最外层硅芯的中心与所述多晶硅还原炉的内筒壁间的距离为100mm-300mm。优选的，以所述底盘的中心为圆心，设置有硅芯的区域被平均分为6个夹角为 60°的扇形区，每个扇形区内的硅芯布置方式关于底盘中心对称，并且，位于所述底盘中心处的六个电极分别与外层的电极相连，以在所述底盘中心处设置六个硅芯。优选的，所述底盘上设置的电极对数为6对、18对、36对、60对、90对。优选的，以所述底盘的中心为圆心，设置有硅芯的区域被平均分为3个夹角为 120°的扇形区，每个扇形区的硅芯布置方式关于底盘中心对称。优选的，所述底盘上设置的电极对数为3对、42对、48对、M对、63对、84对。优选的，所述电极的正负两极在所述底盘上交替间隔设计。优选的，所述底盘采用水冷却式结构，其上设置冷却水进口和冷却水出口。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点本技术实施例提供的多晶硅还原炉，由于其底盘上电极的排布呈蜂窝状，从而使得任意两个电极间的距离均是相等的，每个硅芯周边的气体分布就较均勻，从而提高了多晶硅产品的质量。并且，由于电极特殊的排布方式，每一层电极的外围均可采用同样的排布方式，继续增加相应数量的电极对数，进而增加每一炉的多晶硅产量，但是一炉多晶硅的生产周期并未延长，从而，在保证产品质量的同时，降低了生产单位质量的多晶硅产品的能量消耗，也缩短了生产单位质量多晶硅产品的时间。另外，由于进气口位于正六边形的中心处，混合气体喷出过程中不会受到硅芯的阻挡，从而可以避免上升的气柱在底部的扩散，由于进气口的分布也是均勻的，因此还原炉的顶部不会存在气体流动的死区，确保了硅棒的均勻生长，而且由于每个硅芯周边都设置有足够的进气口，从而可使反应气体与硅棒充分接触，从而提高硅的一次性转化率。并且， 由于排气口均勻分布在电极的最外圈和/或底盘的中心位置，从而在加快气体流动速率， 以提高多晶硅沉积速率的同时，又不会影响混合气体的扩散，从而不会缩短混合气体在还原炉内的停留时间，从而进一步的提高了硅的一次性转化率。附图说明通过附图所示，本技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本技术的主旨。图1为现有技术中的多晶硅还原炉底盘的俯视图；图2为本技术实施例公开的多晶硅还原炉底盘的俯视图；图3为本技术另一实施例公开的多晶硅还原炉的主视图；图4-图6为本技术另一实施例公开的多晶硅还原炉的硅芯排布方式示意图；图7-图12为本技术其它实施例公开的多晶硅还原炉的硅芯排布方式示意图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本技术结合示意图进行详细描述，在详述本技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。正如
技术介绍
部分所述，现有技术中的多晶硅还原炉能耗大，并且生产出的多晶硅棒质量较差，本技术专利技术人研究发现，出现这种情况的原因是，现有技术中的36棒的还原炉底盘采用的同心圆结构布置电极，使得各个电极间的距离并不是完全相等的，从而导致每个硅芯周边的气体分布不均勻，并且，由于各个电极与进气口以及排气口间的距离也是各不相同的，同时结合进气口与排气口的排布方式，还导致还原炉内的热场和气体的流场很难均勻分布，从而影响多晶硅的沉积，进而使得生产出的多晶硅棒质量较差。基于上述原因，专利技术人考虑，如果改变电极的排布方式，使每个电极周边的气体环境相同，还可同时结合适当的进气口和排气口的排布方式，使还原炉的内的反应气体分布更加均勻，由此生产出的多晶硅棒的质量便能够得到提高。结合上述思想，本技术实施例公开了一种多晶硅还原炉，下面采用多个实施例分别对该多晶硅还原炉的结构进行详本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多晶硅还原炉，包括炉体和底盘，所述底盘上具有多对均匀分布的电极，所述电极的排布呈蜂窝状，具体为：所述底盘中心具有六个电极，所述六个电极以所述底盘的中心为中心点呈正六边形排布，所述六个电极分别位于所述正六边形的六个顶点处；以所述正六边形为中心，其它电极依次向外排布，并且，最外层电极的连线近似为以所述底盘的中心为圆心的圆。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅还原炉，包括炉体和底盘，所述底盘上具有多对均勻分布的电极，所述电极的排布呈蜂窝状，具体为所述底盘中心具有六个电极，所述六个电极以所述底盘的中心为中心点呈正六边形排布，所述六个电极分别位于所述正六边形的六个顶点处；以所述正六边形为中心，其它电极依次向外排布，并且，最外层电极的连线近似为以所述底盘的中心为圆心的圆。2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征在于，所述底盘上还包括位于正六边形中心位置处的进气口；位于所述底盘中心位置处的排气口和/或位于所述最外层电极连线处且均勻排布的多个排气口。3.根据权利要求2所述的多晶硅还原炉，其特征在于，每两个电极间的最小距离为 130mm-260mmo4.根据权利要求3所述的多晶硅还原炉，其特征在于，每两个电极间设置一个硅芯，最外层硅芯的中心与所述多晶硅还原炉的内筒壁间的距离为100mm-300mm。5.根据权利要求4所述的多晶硅还原炉，其特征在于，以所述底盘的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仙寿，吴梅，
申请(专利权)人：四川瑞晟光伏材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：51