一种用于制备多晶硅的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及多晶硅制造技术领域，具体涉及一种用于制备多晶硅的装置。它包括气源、预热器、初步加热器、快速加热器、反应器和铸锭炉，快速加热器固设于反应器顶部，气源、预热器、初步加热器和快速加热器通过管路依次相连；反应器的外部设有反应器加热器，侧壁下部设有尾气出口，底部设有产品出口，铸锭炉与产品出口相连。该装置通过将气源内的含硅气体通过多级加热提高了能量的利用率，并且采用快速加热器来对含硅气体的温度快速提高到反应温度，从而生成硅单质，硅单质在反应器内的高温下变为液态，然后汇集于反应器底部，由产品出口进入铸锭炉直接铸锭。整个装置节省了目前现有的流化床工艺的工序，提高了效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种用于制备多晶硅的装置
本技术涉及多晶硅制造
，具体涉及一种用于制备多晶硅的装置。
技术介绍
多晶硅是制备单晶硅和太阳能电池的原材料，是全球电子工业及光伏产业的基础，全球的多晶硅有超过80%是用于光伏行业。生产出来的多晶硅还需要经过熔融，铸锭，切片等工序再制备成电池片。在这个过程中，生产高纯多晶硅工序和多晶硅熔融工序需要消耗大量的能量，降低能耗迫切需要。目前，工业上大规模生产高纯度多晶硅的最主要方法为改良西门子法以及流化床法。改良的西门子工艺具有技术成熟度高的优点。但是在生产效率和能耗方面也存在显著的缺点。由于米用钟罩式反应器，在娃棒长大到一定尺寸(如5(T300mm)后必须使反应器降温并取出产品，因此只能采用间歇操作，能耗高，此外硅棒的沉积比表面积小，反应速度慢，时间长能耗高。改良西门子工艺或者流化床多晶硅法，生产出来的多晶硅都是固体形式，主要是棒状或颗粒状。多晶硅的产品不论是棒状多晶硅或者粒状多晶硅，在进行下一步制备太阳能硅片之前都需要将其进行粉碎，装入到高纯坩埚中，在多晶硅铸锭炉中采用电加热的方法进行加热，使多晶硅料重新熔化，重结晶，冷却，再进行相关开方切片或拉晶，使用固体多晶硅料用于太阳能方面增加了加工工序和生产成本，不仅容易引入额外的杂质，对太阳能硅片的发电效率产生影响，同时需要消耗大量的电能去熔化固体多晶硅，增加了成本。为了解决这个问题，就需要一种将含硅气体生成硅单质并将其液化，直接用于下一步的铸锭工艺，这种工艺能够简化制备工序，节省能源。但是目前没有专门用于此工艺的>J-U装直。
技术实现思路
本技术为了解决目前没有关于能够直接将制备的单质硅液化并直接用于铸锭工艺的装置，提供了一种用于制备多晶硅的装置，通过该装置，可以将含硅气体在高温下反应生成单质硅，并直接液化，经收集后不需冷却直接用于下一步的铸锭工艺，不仅避免了外界对硅的纯度产生的不利影响，而且简化了工序，节省了能源。为了解决上述技术问题，本技术通过以下技术方案实现:—种用于制备多晶硅的装置，包括气源、预热器、初步加热器、快速加热器、反应器和铸锭炉，快速加热器固设于反应器顶部，气源、预热器、初步加热器和快速加热器通过管路依次相连；反应器的外部设有反应器加热器，侧壁下部设有尾气出口，底部设有产品出口，铸锭炉与产品出口相连。该装置通过将气源内的含硅气体通过多级加热提高了能量的利用率，并且采用快速加热器来对含硅气体的温度快速提高到反应温度，从而生成硅单质，硅单质在反应器内的高温下变为液态，然后汇集于反应器底部，由产品出口进入铸锭炉直接铸锭。整个装置节省了目前现有的流化床工艺的工序，提高了效率。作为优选，所述反应器内的产品出口处设有自动液位控制器。自动液位控制器能够有效对汇集于反应器底部的液态硅进行定量，以助于铸锭炉的铸锭。作为优选，所述初步加热器为换热器，初步加热器通过管路与尾气出口相连。采用换热器的方式，可以进一步对尾气进行热量利用，节省能源。作为优选，所述反应器为倒锥形。倒锥形的反应器，一方面便于将反应生成的硅单质浮粒集中于反应器的底部集中升温以液化，同时也便于反应器底部对液态的硅的收集。[0011 ] 作为优选，所述快速加热器下部为广口莲蓬状。作为优选，所述装置还设有尾气处理器，尾气处理器通过管路与尾气出口相连。由于采用上述技术方案，本技术的有益效果是:结构简单，简化了多晶硅的制备工序，降低了多晶硅被杂质污染的几率，并且合理利用了能源。【附图说明】图1是本技术的一种结构示意图。图中:I气源，2预热器，3初步加热器，4反应器，5快速加热器，6反应器加热器，7自动液位控制器，8铸锭炉，9尾气处理器，10尾气出口，11产品出口。【具体实施方式】下面以具体实施例对本技术作进一步的说明。实施例一种用于制备多晶硅的装置，如图1所示，包括气源1、预热器2、初步加热器3、快速加热器5、倒锥形的反应器4、铸锭炉8和尾气处理器9，快速加热器5设置于反应器4顶部，且快速加热器5下部为广口莲蓬状；气源1、预热器2、初步加热器3和快速加热器5通过管路依次相连；反应器4的外部安装有反应器加热器6，侧壁下部设有尾气出口 10，底部设有产品出口 11，铸锭炉8与产品出口 11相连，初步加热器3为换热器，尾气出口 10通过管路依次与初步加热器3、尾气处理器9连接。另外，反应器4内的产品出口 11处设置有用于对液态的硅进行计量的自动液位控制器7。在实际操作时，含硅气体从气源I内通过管路依次经过预热器2的预热、初步加热器3加热器的初步加热，然后在快速加热器5的作用下，快速提高到反应温度，发生反应生成硅单质，硅单质在反应器4底部的高温作用下成为液态，并在自动液位控制器7的控制下定量由产品出口 10排出到铸锭炉8中直接制备多晶硅。其中尾气由尾气出口 10排出用于初步加热器3的加热，最后由尾气处理器9处理。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备多晶硅的装置，其特征在于，包括气源（1）、预热器（2）、初步加热器（3）、快速加热器（5）、反应器（4）和铸锭炉（8），快速加热器（5）固设于反应器（4）顶部，气源（1）、预热器（2）、初步加热器（3）和快速加热器（5）通过管路依次相连；反应器（4）的外部设有反应器加热器（6），侧壁下部设有尾气出口（10），底部设有产品出口（11），铸锭炉（8）与产品出口（11）相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备多晶硅的装置，其特征在于，包括气源(I)、预热器(2)、初步加热器(3)、快速加热器(5)、反应器(4)和铸锭炉(8)，快速加热器(5)固设于反应器(4)顶部，气源(I)、预热器(2)、初步加热器(3)和快速加热器(5)通过管路依次相连；反应器(4)的外部设有反应器加热器(6 )，侧壁下部设有尾气出口( 10 )，底部设有产品出口( 11)，铸锭炉(8 )与产品出口(11)相连。2.根据权利要求1所述的一种用于制备多晶硅的装置，其特征在于，所述反应器(4)内的产品出口( 11)处设有自...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，宫有圣，金越顺，
申请(专利权)人：浙江精功新材料技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：