[实用新型]一种用于监测硅棒的生长直径的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及硅生产技术领域，具体涉及一种用于监测硅棒的生长直径的装置。

背景技术

多晶硅是太阳能光伏行业的基础材料，其主要生产工艺是改良西门子法，即三氯氢硅还原法：SiHCl₃+H₂→Si+3HCl，原理是使用三氯氢硅和氢气在还原炉中进行反应，并在1200℃左右通过气相沉积的方式产生棒状多晶硅。

现有技术中，需要根据多晶硅的生长规律预先制定出三氯氢硅和氢气进料的料表以及电流/电压曲线，然后再生产多晶硅。在多晶硅的生产过程中，操作人员需通过还原炉上的视镜观察并监测多晶硅的生长情况，例如监测原料硅棒的生长直径。然而，目前的情况是，对原料硅棒的生长直径的监测大多依赖于操作人员的观察及经验，即，操作人员通过肉眼观察原料硅棒，并凭借其经验估算出原料硅棒的生长直径，这种方式不仅对操作人员的经验的要求比较高，还会造成在原料硅棒的生产过程中存在太多不确定性，例如，导致原料硅棒的生长直径过粗或过细，原料硅棒可用长度太少等。而且，单纯地靠预先制定的料表和凭经验估算出的原料硅棒的生长直径也无法保证原料硅棒的表面光洁度，导致经常出现原料硅棒的表观质量不合格的情况。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种用于监测硅棒的生长直径的装置，其能够很好地监测硅棒，尤其是原料硅棒的生长直径。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案：

所述用于监测硅棒生长直径的装置包括石墨卡帽和垂直安装于石墨卡帽之上的监测棒，所述监测棒和石墨卡帽的轴心平行设置，且所述监测棒与石墨卡帽的轴心之间的距离略大于硅棒的预设半径，所述硅棒形成于石墨卡帽的轴心位置处。

优选地，所述监测棒为至少两根，该至少两根监测棒和石墨卡帽的轴心互相平行设置，且所述至少两根监测棒以石墨卡帽的轴心为中心均匀分布在石墨卡帽上，每根监测棒与石墨卡帽的轴心之间的距离均略大于硅棒的预设半径。

优选地，所述监测棒为偶数根。

优选地，所述监测棒为两根。

优选地，所述监测棒采用石墨棒。

优选地，每根监测棒的长度≤80mm。

优选地，每根监测棒与石墨卡帽的轴心之间的距离均比硅棒的预设半径大1～5mm。

优选地，每根监测棒的直径为9～15mm。

优选地，所述石墨卡帽的安装有监测棒一侧的表面上还设置有以所述表面的中心为圆心的圆形凹槽，所述硅棒的根部形成于所述圆形凹槽中；所述圆形凹槽的直径略大于硅棒根部的预设直径。

进一步优选地，所述圆形凹槽的直径比硅棒根部的预设直径大1～5mm。

优选地，所述硅棒为原料单晶硅棒或原料多晶硅棒。

有益效果：

本实用新型所述用于监测硅棒的生长直径的装置通过垂直安装于石墨卡帽上的监测棒能够监测位于石墨卡帽轴心位置处的硅棒的生长直径，也即，监测硅棒直径的生长情况，当硅棒的直径逐渐生长至接近于监测棒的位置处时，停炉即可保证硅棒的直径满足工艺要求。所述硅棒既可以是原料单晶硅棒，也可以是原料多晶硅棒。

以生产原料多晶硅棒为例，生产原料多晶硅棒比生产正品料的电单耗高约29kwh/kgsi，如因现有技术的原因造成原料多晶硅棒报废，则以硅芯料（用以生产原料多晶硅棒的材料）重量为1900kg计算，电耗方面损失为：1900kg/炉次*29kwh/kg*0.3元/kwh=1.653万元/炉次；产量方面损失为：26h（每炉非生产时间）*50kg/h（生产速率）*3万元/吨=3.9万元/炉次；以每月损失一炉硅芯料计算，则使用本实用新型所述监测装置后每年可节约成本（1.653万元+3.9万元）*11个月=61.08万元，十分可观。

附图说明

图1为本实用新型实施例2中一种用于监测硅棒生长直径的装置的俯视图；

图2为本实用新型实施例2中另一种用于监测硅棒生长直径的装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例3中用于监测硅棒生长直径的装置的俯视图；

图4为本实用新型实施例3中用于监测硅棒生长直径的装置的主视图。

图中：1－石墨卡帽；2－监测棒；2'－石墨棒；3－圆形凹槽。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：