[發明專利]用于制備多晶硅的熱載體和多晶硅反應爐

在審

• 申請號: 201711313320.2
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108017059A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 王建鑫;郭曉剛;吳一兵
• 申請（專利權）人: 江西賽維LDK光伏硅科技有限公司
• 主分類號: C01B33/035
• 分類號: C01B33/035
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

本發明提供了一種用于制備多晶硅的熱載體，所述熱載體包括鎢絲以及與所述鎢絲連接的金屬管，所述金屬管的材質包括鉭、鉬和鈦中的至少一種。本發明提供的用于制備多晶硅的熱載體，替代了以往的使用的硅芯，所述熱載體使用常規工廠用電就可為反應器內提供熱源，不再需要高電壓擊穿及預加熱器擊穿硅芯的工藝方式，優化了運行前的反應器準備時間，提高了多晶硅的生產效率，降低了電氣控制系統的復雜性及故障率。本發明還提供一種多晶硅反應爐，包括熱載體，所述熱載體包括鎢絲和與所述鎢絲連接的金屬管，所述金屬管的材質包括鉭、鉬和鈦中的至少一種。

技術領域

本發明涉及多晶硅生產設備技術領域，具體涉及一種用于制備多晶硅的熱載體和多晶硅反應爐。

背景技術

目前，一般采用西門子法制備高純度的多晶硅，西門子法一般采用硅芯作為反應器內的加熱源和硅料氣相沉積的載體，但反應器內硅芯需經高電壓擊穿(擊穿電壓需在4.5KV以上，因此對反應器的絕緣有很高要求)或反應器內放置預加熱器使爐溫提溫至約800℃，使硅芯電阻率降低后，在持續電流的作用下自然擊穿硅芯，使硅芯形成導電體發熱，產生的熱能為反應器內部提供約1000℃的高溫環境，使進入反應器內的氫氣與三氯氫硅發生氣相反應，不斷沉積至硅芯表面，成為棒狀硅料產品。

但高壓擊穿的工藝方式對電氣、設備、部件絕緣等方面要求高；預加熱擊穿的工藝方式又消耗較多的運行前的準備時間，減少了反應器的有效生產效率，使得反應爐硅料年產量降低。因此有必要提供一種新的熱載體和反應設備。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種用于制備多晶硅的熱載體和多晶硅反應爐。本發明用于制備多晶硅的熱載體具有良好的性能，可用于制備高品質的多晶硅，且可以簡化制備工藝。

本發明第一方面提供了一種用于制備多晶硅的熱載體，所述熱載體包括鎢絲以及與所述鎢絲連接的金屬管，所述金屬管的材質包括鉭、鉬和鈦中的至少一種。

其中，所述鎢絲和所述金屬管連接形成倒U字形或Π形。

其中，所述熱載體包括多段鎢絲和多段金屬管，所述鎢絲和所述金屬管交替連接。

其中，所述鎢絲的長度占所述熱載體總長度的比例為大于0且小于或等于80％。

其中，所述鎢絲的直徑為2.0-6.0mm。

其中，所述金屬管的外徑為6.0-50mm。

其中，所述金屬管的端部設有插口，所述鎢絲插入所述插口內與所述金屬管可拆卸地連接。

本發明第一方面提供的用于制備多晶硅的熱載體，替代了以往的使用的硅芯，本發明實施例的熱載體使用常規工廠用電如220V-2500V的低壓就可為反應器內提供熱源，不再需要電壓大于4500V的高電壓擊穿及預加熱器加熱擊穿硅芯的工藝方式，優化了運行前的反應器準備時間，提高了多晶硅的生產效率，降低了電氣控制系統的復雜性及故障率。

本發明第二方面提供了一種多晶硅反應爐，包括熱載體，所述熱載體包括鎢絲和與所述鎢絲連接的金屬管，所述金屬管的材質包括鉭、鉬和鈦中的至少一種。

其中，所述多晶硅反應爐還包括底座、設置在所述底座上的鐘罩以及電極單元，所述電極單元包括分別貫穿設置于所述底座中的第一電極和第二電極，所述第一電極與所述鎢絲相連以及所述第二電極與所述金屬管相連以形成導電回路。

其中，所述底座的直徑為15cm-4m，和/或所述反應爐的高度為20cm-3.5m。

本發明第二方面提供的多晶硅反應爐中設有熱載體，所述熱載體替代了以往的使用的硅芯，不再需要高電壓擊穿及預加熱器加熱擊穿硅芯的工藝方式，優化了運行前的反應器準備時間，降低了電氣控制系統的復雜性及故障率。

綜上，本發明有益效果包括以下幾個方面：