CN105274616B - 一种提高硅芯母料利用率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为了解决拉制过程中硅芯母料浪费大的问题，提供了一种提高硅芯母料利用率的方法。其特征在于：将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。通过在硅芯母料下端粘接一段棒料来代替尾料，从而让料座与线圈保持一定距离，有效的保护了料座。提高了硅芯母料的利用率，使得硅芯的成本大幅下降。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅生产领域，特别涉及一种提高硅芯母料利用率的方法。
背景技术
由于能源危机和低碳经济的呼吁，全球正在积极开发利用可再生能源。而多晶硅是制造半导体器件和太阳能电池等产品的主要原材料，其深加工产品被广泛应用于半导体行业中，作为人工智能、自动控制、信息处理、光电转化器件的基础材料。同时太阳能由于其清洁，安全，资源丰富，在可再生能源中最引人关注。
而多晶硅的生产方法中目前被广泛采用的有德国西门子公司于1954年发明的多晶硅制造方法（也称为西门子法）：采用高纯三氯氢硅和高纯氢气按照一定的配比混合在一起构成原料混合气体，通入还原反应器中，在加热的高纯硅芯上不断沉积，使硅芯的直径逐渐变粗而形成多晶硅棒。
西门子法中运用到的硅芯主要是依靠硅芯炉拉制而成，如图1所示，将一定直径一定长度的硅芯母料装夹于料座上，用高频感应线圈在氩气气氛中加热熔化，用籽晶拉制形成一定直径一定长度的硅芯。在拉制过程中母料逐渐上升且变短，硅芯逐渐上升且变长.这种硅芯炉拉制生产硅芯的方式行有单芯，多芯炉。由于硅芯母料是装夹于不锈钢料座内，且要逐渐上升向高频感应线圈靠拢，为防止不锈钢料座离线圈过近被高频烧红烧化或者被跨区的溶液烧坏，在料座离线圈有一段距离时便停止拉制。在拉制过程中遵循：ΠR硅芯 2×V1T=ΠR母料 2×V2T，拉制完成后不锈钢料座内剩余的一截母料称之为尾料，硅芯料的利用率=（硅芯料重量-尾料重量）÷硅芯料重量×100%，可以看出尾料越少，利用率越高。
发明内容
本发明为了解决拉制过程中硅芯母料浪费大的问题，提供了一种提高硅芯母料利用率的方法。通过在硅芯母料下端连接一段棒料来代替尾料，从而使料座与线圈保持一定距离，有效的保护了料座。提高了硅芯母料的利用率，使得硅芯的成本大幅下降。
为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：
一种提高硅芯母料利用率的方法，其特征在于：将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
所述的拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
本发明所述的硅芯母料与棒料通过高温粘接剂粘接。
所述的高温粘接剂为ZS-1071耐高温无机粘合剂和ZS-1011过渡涂料。此粘接剂耐高温，洁净度高，无污染，粘接力强，且较脆，容易去除。
本发明所述的棒料与硅芯母料连接的一端呈凹面，保证硅芯母料稳定的置于上面，不会从棒料上滑落。
所述的棒料长度为70-100mm。让料座与线圈保持一定距离，有效的保护了料座。
所述的棒料为石墨棒或者多晶硅棒，能耐拉制的高温。
优选地，所述的石墨棒经过清洗煅烧，存于烘箱中备用。清洗是冲掉表面的石墨粉或者灰尘等其他杂质；煅烧是将水分除掉，以防止在硅芯炉内拉制时硅芯氧化；存于烘箱中是为了保证在一定的温度下，石墨不宜受潮。
优选地，将石墨棒与母料粘接在一起，垂直放置于烘箱中固化。
所述的固化温度为高温粘接剂的固化温度。
本发明对所涉硅芯炉的结构类型没有任何的限定，单芯，多芯硅芯炉均适用。
本发明的有益效果在于：
1、通过在硅芯母料下端连接一段棒料来代替尾料，从而使料座与线圈保持一定距离，有效的保护了料座。提高了硅芯母料的利用率，使得硅芯的成本大幅下降，节省约8%的硅芯料，每吨多晶硅可降低成本300-400元。
2、本发明的硅芯母料与棒料通过高温粘接剂粘接，或者将棒料与硅芯母料连接的一端设计为凹面，保证硅芯母料稳定的置于上面，拉制过程中不会滑落。
3、将棒料长度限定为70-100mm，让料座与线圈保持一定距离，有效的保护了料座。
4、本发明选择ZS-1071耐高温无机粘合剂和ZS-1011过渡涂料，是因为其耐高温，洁净度高，无污染，粘接力强，且较脆，容易去除，非常适用于硅芯的拉制过程。
附图说明
图1为现有技术硅芯拉制过程的示意图。
图2为本发明连接棒料的硅芯拉制过程示意图。
附图标记为：1、硅芯母料，2、螺栓，3、不锈钢料座，4、高频线圈，5、硅芯，6、尾料，7、棒料，8、尾料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
实施例1
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
实施例2
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
实施例3
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
所述的硅芯母料与棒料通过高温粘接剂粘接。
实施例4
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
所述的硅芯母料与棒料通过高温粘接剂粘接。
所述的高温粘接剂为ZS-1071耐高温无机粘合剂和ZS-1011过渡涂料。
所述的棒料长度为70mm。
所述的棒料为石墨棒。
实施例5
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
所述的硅芯母料与棒料通过高温粘接剂粘接。
所述的高温粘接剂为北京志盛威华公司的ZS-1071耐高温无机粘合剂和ZS-1011过渡涂料。
拉制前，将所述的棒料与母料粘接在一起，垂直放置于烘箱中固化。
所述的棒料长度为100mm。
所述的棒料为石墨棒。
实施例6
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
所述的硅芯母料与棒料通过高温粘接剂粘接。
所述的高温粘接剂为北京志盛威华公司的ZS-1071耐高温无机粘合剂和ZS-1011过渡涂料。
拉制前，将所述的棒料与母料粘接在一起，垂直放置于烘箱中固化。
所述的固化温度为高温粘接剂的固化温度。
所述的棒料长度为80mm。
所述的棒料为多晶硅棒。
实施例7
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
所述的棒料与硅芯母料连接的一端呈凹面。
所述的棒料长度为90mm。
所述的棒料为多晶硅棒。
实施例8
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
所述的棒料与硅芯母料连接的一端呈凹面。
所述的棒料长度为75mm。
所述的棒料为多晶硅棒。
实施例9
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
所述的棒料与硅芯母料连接的一端呈凹面。
所述的棒料为石墨棒。
所述的棒料长度为85mm。
实施例10
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。
拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
所述的棒料与硅芯母料连接的一端呈凹面。
所述的棒料为石墨棒。
所述的石墨棒经过清洗煅烧，存于烘箱中备用。
所述的棒料长度为95mm。
实施例11
一种提高硅芯母料利用率的方法，将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制。步骤如下：
1、将硅棒料切割成一定长度的硅芯母料，以五芯炉拉制：在五芯拉制中，每根硅芯560g，母料重量约为560×5+尾料1700=4500g，￠85mm长度为330mm。
石墨棒长80mm，母料切割成330-80=250mm。
2、整形好的硅芯母料清洗达标后待用。
3、将石墨棒清洗煅烧后，存烘箱备用。
4、将高温粘接剂刷涂于石墨棒表面和硅芯母料表面，将石墨棒与母料粘接在一起，垂直放置于料箱中，放置于高温粘接剂固化的最佳环境温度下。
5、注意固化过程中硅芯母料的洁净度。
6、将粘接好的母料按照原有的装料方式装夹于料座中。
7、装炉，拉制硅芯。
8、拉制完毕后，取下带尾料的石墨棒，用锤子将尾料敲掉或者在切断机床上切断，石墨棒可连续使用。
Claims (3)
1.一种提高硅芯母料利用率的方法，其特征在于：将切割好的硅芯母料的一端与棒料的一端连接，棒料的另一端装夹于硅芯炉的料座中，再对硅芯母料进行拉制；
所述的棒料长度为70-100mm，棒料为石墨棒或者多晶硅棒，石墨棒经过清洗煅烧，存于烘箱中备用；
所述的硅芯母料与棒料通过高温粘接剂粘接，高温粘接剂为ZS-1071耐高温无机粘合剂和ZS-1011过渡涂料；
拉制前，将所述的棒料与母料粘接在一起，垂直放置于烘箱中固化，固化温度为高温粘接剂的固化温度。
2.根据权利要求1所述的一种提高硅芯母料利用率的方法，其特征在于：所述的拉制完毕后，取下带尾料的棒料，去掉尾料，棒料连续使用。
3.根据权利要求1所述的一种提高硅芯母料利用率的方法，其特征在于：所述的棒料与硅芯母料连接的一端呈凹面。
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