[实用新型]多晶硅生产装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及一种多晶硅生产装置。

背景技术

目前，多晶硅的生产大部分都是采用改良西门子的方法生产，改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢，氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行气相化学沉积反应生产多晶硅，反应的最佳温度范围在1080℃-1150℃，如果反应炉内温度太高则产生大量的硅粉，悬浮在反应炉内，并沉积在硅棒表面，生成不定性硅，从而导致硅棒纯度降低；温度太低时，氢气与三氯氢硅反应不完全，硅棒生长速度慢，能耗大，同时也会有副反应产生。因此，如何控制改良西门子生产多晶硅时的反应温度成为一个重点和难点，现在常见的还原炉一般包括底盘、钟罩和顶盖，相互之间法兰连接，底盘、钟罩和封头都是双层结构，内部流通冷却介质对反应炉进行冷却，从而控制炉内的反应温度，而炉内的两根硅芯之间通有上千伏的高压电产生大量热量，为整个反应提供热源，然而随着反应的进行，当炉内的温度高于最佳反应温度的范围时，可以通过加快冷却介质的流速来保持温度平衡。然而由于整个还原炉整体呈圆柱体结构，内部容积很大，还原炉内部沿半径方向，每个位置到炉壁的距离都不等，冷却介质只是在还原炉的炉壁上流动吸热，因此很难在较短的时间内把反应温度调节到最佳温度，调节时间较长，而在这个调节的过程中，硅棒上已经产生了不定性硅，从而导致整个硅棒的纯度降低。由于现在的设备向大型化发展趋势，当反应的棒数增加后，还原炉内直径就要增大，产生的热量就会增大，此时炉壁的冷却效果显然较差，显然单纯的炉壁冷却的方式已经无法满足现在多晶硅的生产了。

中国专利授权公告号：CN101966991A，授权公告日2011年2月9日，公开了多晶硅生产装置,包括:底盘；钟罩,设置在底盘之上,与底盘形成反应器；钟罩上设有尾气出口；钟罩外部设置夹套,夹套上设置夹套冷却油入口与夹套冷却油出口；反应器内部设置内件,内件包含中间接管和夹套管,夹套管内设置多晶硅棒；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。利用该种生产多晶硅装置,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。其不足之处是该种结构的多晶硅生产装置中钟罩内的反应温度只通过夹套内的冷却介质冷却，当温度过高时，冷却介质需要一个较长的时间才能把钟罩内的反应温度就降低到最佳温度，即调节过程时间较长，在这个过程中硅棒表面已经产生了较多的不定性硅，不定型硅会落在硅棒表面，污染硅棒。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中的多晶硅生产装置的冷却系统调节温度时间较长，在调节过程中硅棒表面易生成不定性硅，从而降低硅棒纯度的不足，提供了一种能快速调节还原炉内的反应温度，把反应温度稳定的控制在最佳范围，从而保证硅棒纯度的多晶硅生产装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多晶硅生产装置，包括底盘和钟罩，所述的底盘都为双层结构，底盘和钟罩上分别设有冷却液进口和冷却液出口，所述的钟罩内设有圆柱状的环形基座，环形基座下端与底盘之间的腔体为进气腔，环形基座与钟罩上端之间的腔体为出气腔，所述的环形基座的外壁与钟罩的内壁贴合，环形基座中心设有贯穿顶面和底面的圆柱腔，所述的环形基座的圆周上还均匀设有贯穿顶面和底面的硅棒生长腔，底盘上设有电极固定座，电极固定座上设有电极，电极上固定有硅芯，每根硅芯都伸入硅棒生长腔内，相邻的两根硅芯的上端连接有导电硅芯，所述的圆柱腔内自上而下分别设有冷却器、过滤器，底盘上设有进气管和出气管，进气管上端与进气腔连通，出气管的上端与过滤器连接。把冷却器设置在钟罩的内部，而硅芯、硅棒生长腔均匀排布在冷却器和钟罩内壁之间的环形区域内，内部冷却器和钟罩夹层内的冷却介质共同控制钟罩内的硅棒生长腔内的反应温度，当温度过高的时候能快速的把温度降低到最佳的反应范围，最大限度的减小不定性硅的产生，从而保证硅棒的纯度。

作为优选，所述的硅棒生长腔内的硅芯上套设有冷却套，所述的冷却套为夹层套，所述的冷却套的下端设有进液孔，冷却套的上端设有出液孔。每个单独的硅棒生长腔内也有单独的冷却套，冷却套下端的进液孔与外界冷却系统的冷却液输入管连接，冷却液从外界的冷却系统中进入冷却套的夹层内，对硅芯外周的反应区域进行精准的温度控制，能快速准确的调节到最佳的反应温度，保证硅棒的纯度。