本發(fā)明涉及多晶硅制備裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于多晶硅還原爐內(nèi)的卡瓣組件結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

多晶硅是生產(chǎn)太陽能光伏產(chǎn)品的主要原材料，采用的西門子法的主要工藝之一是化學(xué)還原氣相沉積。該方法是在1100℃高溫下由經(jīng)過多級精餾的三氯氫硅氣體與氫氣反應(yīng)還原成硅并不斷沉積在初始硅芯上長大成硅棒的過程，該過程中的高溫由電流通過硅芯或硅棒本身發(fā)熱維持，還原沉積爐內(nèi)硅棒因此成對導(dǎo)通，形成倒“U”型，與硅棒直接接觸的導(dǎo)電電極要求耐高溫，不污染硅料。從而，具有耐高溫、性質(zhì)穩(wěn)定、高導(dǎo)電率的石墨電極作為連接電源的金屬電極與硅芯是必須的媒介，通過石墨導(dǎo)電和加熱，多晶硅才能附著“生長”。

還原沉積用的石墨電極稱為石墨夾頭，硅料沉積到硅芯上的同時(shí)，在石墨夾頭上也沉積了硅料，硅料與石墨夾頭表面結(jié)合緊密，造成硅料與石墨分離困難，這種生長于石墨夾頭附近的硅料或者表面含有石墨的硅料稱為碳頭料。目前，國內(nèi)外一些企業(yè)采用最原始的辦法，即榔頭敲擊方式進(jìn)行人工分選，這不但造成大量多晶硅浪費(fèi)，也極大地影響了多晶硅的品質(zhì)，提高了生產(chǎn)成本。

發(fā)明專利ZL 201120362659.3公開了一種可重復(fù)利用石墨夾頭，用于夾緊固定硅芯，解決了石墨夾頭因與硅芯的導(dǎo)電面接觸不好而導(dǎo)致局部過熱產(chǎn)生溶芯、拉弧倒芯等問題，但硅還是會沉積到石墨卡瓣上，造成石墨卡瓣鑲嵌在多晶硅產(chǎn)里面很難分離。

因此，有效去除碳頭料中的石墨達(dá)到最大限度的利用率，并使石墨夾頭能重復(fù)再利用成為當(dāng)前需要急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、多晶硅不會沉積到石墨上，卡瓣可重復(fù)使用，能降低成本，可徹底解決石墨與硅料難分離問題的可消除多晶硅碳頭料的裝置結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種可消除多晶硅碳頭料的裝置，該裝置實(shí)質(zhì)上是一應(yīng)用于多晶硅還原爐內(nèi)部的卡瓣機(jī)構(gòu)，包括電極、與電極套接的石墨底座、放置在所述石墨底座上的卡瓣組，以及與所述石墨底座相匹配并與石墨底座相連接的石墨帽，卡瓣組的中間具有用于容置硅芯的空腔，其特征在于：所述卡瓣組由石墨部分和多晶硅部分對接而成，石墨部分構(gòu)成卡瓣組的主體結(jié)構(gòu)并置于石墨底座上，多晶硅部分構(gòu)成卡瓣組的上部結(jié)構(gòu)，且多晶硅部分對接于石墨部分的頂部上面；在石墨帽的上表面覆蓋有一層多晶硅保護(hù)殼，該多晶硅保護(hù)殼與卡瓣組的多晶硅部分相接；卡瓣組的石墨部分位于多晶硅部分及多晶硅保護(hù)殼之下。

進(jìn)一步地，所述卡瓣組的多晶硅部分的下部設(shè)計(jì)有朝外傾斜的楔角，與石墨部分配合后，楔角楔入石墨帽中并與石墨帽的內(nèi)壁緊固在一起。

進(jìn)一步地，所述卡瓣組由四個(gè)同等大小且?guī)в谢⌒伟疾鄣淖涌ò杲M成圓錐形結(jié)構(gòu)，每一子卡瓣包括其對應(yīng)的子石墨部分和子多晶硅部分；卡瓣組的石墨部分上表面與錐面之間的過渡角為45度的倒角結(jié)構(gòu)，而多晶硅部分的下部為與石墨部分45度倒角相匹配的45度楔角，在45度方向上的剪切力最大，取棒時(shí)輕輕敲擊石墨帽即可將卡瓣組多晶硅部分的楔角折斷，將硅棒與石墨部分完全分離。

進(jìn)一步地，所述卡瓣的多晶硅部分通過楔角部位外表面的螺紋與石墨帽的內(nèi)壁絲扣連接固定。

進(jìn)一步地，所述石墨底座通過其外表面的螺紋與石墨帽絲扣連接固定。

在多晶硅生產(chǎn)時(shí)，卡瓣組的石墨部分繼續(xù)起到導(dǎo)電和夾持硅芯的作用，多晶硅部分的下部與石墨部分連接，上部露出石墨帽，起到夾持硅芯和消除碳頭料的作用。多晶硅保護(hù)殼蓋在石墨帽的上表面，當(dāng)三氯氫硅和氫氣發(fā)生反應(yīng)，生成的硅逐漸沉積到硅芯，長大成硅棒，卡瓣組的多晶硅部分被長大的硅棒逐漸包裹，隔離了硅棒與石墨部分的接觸，而多晶硅保護(hù)殼將沉積硅與石墨帽隔離開，兩者綜合作用可避免硅棒上碳頭料的產(chǎn)生。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

第一，在還原爐內(nèi)硅沉積到硅芯上的同時(shí)也沉積到卡瓣組多晶硅部分上，鑲嵌在硅棒中的多晶硅部分不需要處理，可直接利用，避免了由于石墨卡瓣造成的碳頭料；

第二，覆蓋在石墨帽上表面的多晶硅殼避免了長大的硅棒與石墨帽接觸，消除了碳污染，還消除了沉積硅沉積到石墨帽上表面在出爐時(shí)可能造成破損的可能性；

第三，卡瓣組的石墨部分可循環(huán)利用，節(jié)約生產(chǎn)成本；

第四，卡瓣組的多晶硅部分和多晶硅保護(hù)殼的綜合使用產(chǎn)生，不僅從源頭上避免了碳頭料的出現(xiàn)，而且提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高了硅料利用率、節(jié)省了因分離碳頭料而產(chǎn)生的人力資源和經(jīng)濟(jì)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為卡瓣組石墨部分的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

1為電極，2為石墨底座，3為石墨帽，4為石墨部分，5為多晶硅部分，6為楔角，7為多晶硅保護(hù)殼，8為硅芯，9為空腔。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例中，參照圖1和圖2，所述可消除多晶硅碳頭料的裝置，包括電極1、與電極1套接的石墨底座2、放置在所述石墨底座2上的卡瓣組，以及與所述石墨底座2相匹配并與石墨底座2相連接的石墨帽3，卡瓣組的中間具有用于容置硅芯8的空腔9；所述卡瓣組由石墨部分4和多晶硅部分5對接而成，石墨部分4構(gòu)成卡瓣組的主體結(jié)構(gòu)并置于石墨底座2上，多晶硅部分5構(gòu)成卡瓣組的上部結(jié)構(gòu)，且多晶硅部分5對接于石墨部分4的頂部上面；在石墨帽3的上表面覆蓋有一層多晶硅保護(hù)殼7，該多晶硅保護(hù)殼7與卡瓣組的多晶硅部分5相接；卡瓣組的石墨部分4位于多晶硅部分5及多晶硅保護(hù)殼7之下。

所述卡瓣組的多晶硅部分5的下部設(shè)計(jì)有朝外傾斜的楔角6，與石墨部分4配合后，楔角6楔入石墨帽3中并與石墨帽3的內(nèi)壁緊固在一起。

所述卡瓣組由四個(gè)同等大小且?guī)в谢⌒伟疾鄣淖涌ò杲M成圓錐形結(jié)構(gòu)，每一子卡瓣包括其對應(yīng)的子石墨部分和子多晶硅部分；卡瓣組的石墨部分4上表面與錐面之間的過渡角為45度的倒角結(jié)構(gòu)，而多晶硅部分5的下部為與石墨部分45度倒角相匹配的45度楔角，在45度方向上剪切力最大，取棒時(shí)輕輕敲擊石墨帽3即可將卡瓣組多晶硅部分5的楔角6折斷，將硅棒與石墨部分4完全分離。

所述卡瓣的多晶硅部分5通過楔角部位外表面的螺紋與石墨帽3的內(nèi)壁絲扣連接固定，這種連接方式能很方便進(jìn)行安裝或拆卸。

所述石墨底座2通過其外表面的螺紋與石墨帽3絲扣連接固定。

使用時(shí)，在還原爐底盤的電極孔里安裝好電極1，再將石墨底座2套接，石墨底座2上再放上事先準(zhǔn)備好的卡瓣組石墨部分4和多晶硅部分5，按絲扣擰上石墨帽3，同時(shí)將硅芯8從石墨帽3和卡瓣組穿過與石墨底座接觸，同時(shí)慢慢擰緊石墨帽3，將硅芯8固定，同時(shí)也將卡瓣組緊固在一起；在石墨帽3上表面蓋上多晶硅材質(zhì)的多晶硅保護(hù)殼7。蓋上鐘罩，進(jìn)行一系列操作后開始進(jìn)料，三氯氫硅與氫氣反應(yīng)生成沉積硅，并沉積到硅芯8和多晶保護(hù)殼7上，等硅棒逐漸長大包裹卡瓣組的多晶硅部分5，生長至100多個(gè)小時(shí)后停爐。

在多晶硅生產(chǎn)時(shí)，卡瓣組的石墨部分4繼續(xù)起到導(dǎo)電和夾持硅芯8的作用，多晶硅部分5的下部與石墨部分4連接，上部露出石墨帽3，起到夾持硅芯8和消除碳頭料的作用。多晶硅保護(hù)殼7蓋在石墨帽3的上表面，當(dāng)三氯氫硅和氫氣發(fā)生反應(yīng)，生成的硅逐漸沉積到硅芯，長大成硅棒，卡瓣組的多晶硅部分5被長大的硅棒逐漸包裹，隔離了硅棒與石墨部分4的接觸，而多晶硅保護(hù)殼7將沉積硅與石墨帽3隔離開，兩者綜合作用可避免硅棒上碳頭料的產(chǎn)生。

以上已將本發(fā)明做一詳細(xì)說明，以上所述，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能限定本發(fā)明實(shí)施范圍，即凡依本申請范圍所作均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋范圍內(nèi)。