[实用新型]一种氧化亚铁对硅的形成的检测装置

说明书

本实用新型涉及多晶硅提纯技术领域，尤其涉及一种氧化亚铁对硅的形成的检测装置，其特征在于，包括X射线光谱仪、光谱仪升降架、平衡压力仓和检测窗，在炉壳内设有坩埚架，坩埚架上设有坩埚，坩埚上方的炉壳上设有检测窗，检测窗外侧设有平衡压力仓，平衡压力仓内设有光谱仪升降架，所述光谱仪升降架包括固定架和活动架，活动架上设有X射线光谱仪；平衡压力仓内的炉壳上设有电磁阀，电磁阀开启后，炉壳内与平衡压力仓相连通。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1）定时检测熔融多晶硅中氧化亚铁的浓度变化，控制提纯反应的进程；2）安全防辐射。3）满足最佳检测距离，提高检测精度。

技术领域

本实用新型涉及多晶硅提纯（或精炼）的生产工艺技术领域，尤其涉及一种氧化亚铁对硅的形成的检测装置。

背景技术

近些年来，对于能源与环境问题，如传统的矿物能源大量消耗和全球变暖等环境问题已经引起了全球的高度关注。在此背景下，全球光伏产业快速发展，硅太阳能电池材料的硅需求迅速增加。由此导致了硅材料的短缺，价格较高，成为光伏产业发展的瓶颈。提高多晶硅产量和质量、降低成本是多晶硅产业发展的方向。

目前国内外大规模生产多晶硅主要采用氯化提纯技术，该技术是将冶金级硅与无水氯化氢进行反应生成三氯氢硅（SiHCI3），然后采用蒸馏提纯获得高纯的SiHCI3，再在1100℃的温度条件下用高纯氢气进行还原，获得纯度9N以上的多晶硅。该技术投资规模大且降低的空间有限，生产过程中要产生大量有害气体，需要非常复杂的工艺技术进行尾气处理利用。硅太阳能电池对硅纯度要求一般为6N左右，6N纯度的硅可以达到商用要求的转化效率。因此业界渴望开发一种可以低成本的制备用于太阳能电池的硅原料的技术，近年来通过氧化-还原反应和凝固/偏析的冶金技术生产高纯太阳能级多晶硅受到了重视和开发。

在多晶硅的提纯中，氧化亚铁的存在对多晶硅的提纯有益。在炼钢反应中会发生如下反应：Si+2FeO+高温=SiO₂+2Fe，利用Si将FeO还原，生成的SiO₂成为废渣除去，稍微多的Si还可以成为合金材料添加在钢中。在多晶硅的提纯反应中，使其发生逆反应，Fe可以使二氧化硅转变为硅，Fe变成FeO通过后续进一步分离排出，从而使硅得到净化，因此在熔融过程中监测FeO的成分变化，对了解硅的提纯走向趋势非常重要，目前还没有相关报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种氧化亚铁对硅的形成的检测装置，克服现有技术的不足，在多晶硅熔炼的设备上增加X射线光谱仪的检测窗，配合坩埚的升降机构，定时检测熔融多晶硅中氧化亚铁的浓度变化，控制提纯反应的进程。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种氧化亚铁对硅的形成的检测装置，其特征在于，包括X射线光谱仪、光谱仪升降架、平衡压力仓和检测窗，在炉壳内设有坩埚架，坩埚架上设有坩埚，坩埚上方的炉壳上设有检测窗，检测窗外侧设有平衡压力仓，平衡压力仓内设有光谱仪升降架，所述光谱仪升降架包括固定架和活动架，活动架上设有X射线光谱仪，固定架与炉壳相连接，活动架上设有导轨与固定架上的导槽相配合，活动架上设有螺母与固定架上的丝杠相啮合，丝杠的顶部设有高温伺服电机；所述平衡压力仓与炉壳之间密封连接，平衡压力仓内的炉壳上设有电磁阀，电磁阀开启后，炉壳内与平衡压力仓相连通。

进一步的，所述检测窗包括窗框和耐高温视镜片，窗框的一侧与炉壳之间通过翻转轴和轴架相连接，翻转轴的一端连接翻转电机。

进一步的，所述平衡压力仓外设有厚度5~10mm的铅板屏蔽罩。

进一步的，所述平衡压力仓外侧盘设有冷却水管，冷却水管与冷却系统相连接。

进一步的，所述炉壳上设有充气管，充气管连接压缩机，充气管上设有充气阀。

进一步的，所述炉壳上设有真空管，真空管连接真空泵，真空管上设有真空阀。