[发明专利]一种多晶硅硅芯焊接系统及其使用方法

说明书

本发明属于多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种多晶硅硅芯焊接系统及其使用方法。一种多晶硅硅芯焊接系统，所述的系统包括带有漏斗颈(3)的漏斗(1)、加热线圈(2)、气体喷嘴(7)和若干夹持器(8)；加热线圈(2)设置于漏斗(1)下部外围；气体喷嘴(7)设置于漏斗颈(3)下方；夹持器(8)设置于漏斗(1)和气体喷嘴(7)之间，夹持器(8)分别与传动机构相连，夹持器(8)可沿轴向和径向运动；所述的焊接系统置于洁净环境。本发明的优点：结构简单，易于实现；硅芯焊接可靠、效率高；焊接的硅芯无污染、平直；焊接头平整；断裂或/和长度不够的硅芯重新利用，提高了切割收率，降低生产成本。

技术领域

本发明属于多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种多晶硅硅芯焊接系统及其使用方法。

背景技术

目前，多晶硅的生产方法主要采用改良西门子法，其主要是在还原炉中使硅芯发生还原反应生产多晶硅。其原理是：硅芯还原反应是在一个密闭的还原炉中进行，在装炉前在还原炉内部电极上，用硅芯及横梁搭接成若干个回路，每个回路都由两根竖硅芯和一根横硅芯组成。每一个回路的两个竖硅芯分别接在炉底上的两个电极上，硅芯通电加热形成发热体，向密闭的还原炉内通入氢气和三氯氢硅，反应气体在硅芯表面受热进行还原反应。由此，所需的多晶硅就会在硅芯表面沉积。

该方法中，组合成回路的硅芯都是由原始多晶硅棒通过切割为特定的长度，否则无法装载于还原炉中。在使用原生多晶硅棒切割获得硅芯的工艺过程中，由于受应力、刀具、卡具等因素的影响，部分硅芯发生断裂，长度达不到装载于还原炉中要求，无法使用。此外。随着多晶硅生产技术的不断发展，还原炉从径向及高度方面不断增长，衍生出超4m高度的大型还原炉，相应的硅芯高度也要求达到4m。目前切割的硅芯一般在3m左右，满足不了大型还原炉硅芯的要求。

硅芯的生产工艺决定了硅芯的高成本，不对断裂的硅芯进行再次利用，将其当成废料出售，而废料的售出价格较低，会增加的生产成本。因此，如何将断裂的硅芯进行合理的再次利用，如何延长硅芯，提高生产效益，成为硅芯生产乃至多晶硅生产的难题，对硅芯焊接的研究刻不容缓。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种多晶硅硅芯焊接系统及其使用方法，该系统可将多晶硅断裂硅芯进行连接修复，使得修复后的硅芯可再次用作制备多晶硅，从而极大地减少了硅芯的浪费，提升还原炉生产产量。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种多晶硅硅芯焊接系统，所述的系统包括带有漏斗颈3的漏斗1、加热线圈2、气体喷嘴7和若干夹持器8；加热线圈2设置于漏斗1下部外围；气体喷嘴7设置于漏斗颈3下方；夹持器8设置于漏斗1和气体喷嘴7之间，夹持器8分别与传动机构相连，夹持器8可沿轴向和径向运动；

所述的焊接系统置于洁净环境。

进一步的，所述的系统还包括设置于气体喷嘴7上方的石英护管9。

进一步的，所述的加热线圈2为高频加热线圈，其加热功率可调。

进一步的，所述的加热线圈2可由等离子热炬或电弧加热器替换。

本发明还提供一种多晶硅硅芯焊接系统焊接硅芯的方法。

一种多晶硅硅芯焊接方法，所述的方法包括以下步骤：

硅芯倒角：将待焊接硅芯6沿短轴截面倒角，倒角截面角度≤30°；

夹持共轴：倒角后的两块硅芯6由夹持器8分别加持后共轴，两块硅芯6尖角接触，并使接触部位位于气体喷嘴7方向；

硅料熔融：漏斗1内的颗粒硅料4经加热线圈2加热熔融，经漏斗颈3向下滴流至两块硅芯6空隙处；气体喷嘴7喷出惰性气体冷却、凝固滴至两块硅芯6空隙处硅料熔融液5，完成硅芯焊接。

进一步的，所述的硅芯6横截面为任意形状。