CN101122046A - 多晶硅原料低能耗提纯制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种多晶硅原料低能耗提纯制备方法，首先将经还原处理的金属硅粉碎，再用王水、氢氟酸等酸洗，酸洗后送入连熔炉熔融，连熔炉内温度形成水平温度梯度和垂直温度梯度，从连熔炉出来的硅材料进入区熔炉，使区熔炉内形成区间温度梯度，运用热趋法排除硅碴，即可得到99.9999％纯度的硅。本发明的优点是：利用传统工艺设备连熔炉进行改造，使炉内形成水平温度梯度和垂直温度梯度，大幅度降低能耗和提升产能；工艺步骤少，操作简单，适用于所有的连熔炉。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低太阳能电池多晶硅原料提纯能耗的方法，特别涉及一种多晶硅原料低能耗提纯制备方法。
背景技术
国际上电子级高纯(＞11N)多晶硅原料制备的主流技术是西门子法即三氯氢硅(SiHCl3)还原法和硅烷(SiH4)热分解法，该工艺利用干燥氯化氢在沸腾床中与冶金硅粉反应：
Si(s)+3HCl(g)＝SiHCI3(g)+H2(g)(放热)
生成的SiHCI3与PCI3和BCl3在相对挥发度上有较大差异(它们的沸点分别为31.8℃，74℃和13℃，能有效地用精馏提纯。最后在1100℃用H2还原SiHCI3，是前面氯化反应的逆过程：
SiHCI3(g)+H2(g)→Si(s)+3HCl(g)
反应析出固态的硅，击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为99.9999999％的多晶硅原料，换句话说，也就是平均十亿个硅原子中才有一个杂质原子。
同时世界各国还有使用改良西门子法(即俄罗斯法)、硅烷法、流态化床法、冶金法，其中改良西门子法占全球产量的80％以上。但无一例外无论采用那一种工艺方法，平均提纯每公斤多晶硅原料耗电都在250---400度左右，高能耗，高投入低产出是多晶硅原料成本高居不下的主要原因，严重制约了太阳能电池的普及使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种多晶硅原料低能耗提纯制备方法，它是通过对连熔炉的改造，来达到降低能耗的目的。
本发明是这样来实现的，其制备方法如下，首先将经还原处理的金属硅粉碎，再用王水、氢氟酸等酸洗，酸洗后送入连熔炉熔融，连熔炉中间通入冷却水管，进行水冷却，采用充氮隔离空气，使炉内温度形成水平温度梯度和垂直温度梯度，从而达到多晶硅原料提纯目的，并大幅度降低能耗和大幅度提升产能；从连熔炉出来的硅材料进入区熔炉，使区熔炉内形成区间温度梯度，运用热趋法排除硅碴，即可得到99.9999％纯度的硅。
本发明的优点是：利用传统工艺设备连熔炉进行改造，使炉内形成水平温度梯度和垂直温度梯度，大幅度降低能耗和提升产能；其工艺步骤少，操作简单，适用于所有的连熔炉。
附图说明
图1为本发明的连熔炉工作示意图；
在图中，1、硅材料入口 2、冷却水管 3、炉体 4、射频 5、熔融硅 6、硅碴出口 7、硅材料出口
具体实施方式
本发明制备方法如下，首先将经还原处理后的金属硅粉碎，再用王水、氢氟酸等酸洗，酸洗后送入连熔炉熔融，连熔炉中间通入冷却水管，进行水冷却，采用充氮隔离空气，使炉内温度形成水平温度梯度和垂直温度梯度，从而达到多晶硅原料提纯目的并大幅度降低能耗和大幅度提升产能；从连熔炉出来的硅材料进入区熔炉，使区熔炉内形成区间温度梯度，运用热趋法排除硅碴，即可得到99.9999％纯度的硅。
如图1所示，本发明对连熔炉进行改造，使连熔炉温度形成水平梯度和垂直温度梯度，酸洗后的硅材料从硅材料入口1进入，经射频4加热溶融成为熔融硅5，炉体3上下温度成梯度，1410℃-1450℃，水平温度成梯度，分别为1500℃，1460℃，1430℃，1410℃，各区间温度不同，经冷却水管2水冷却后，硅碴从硅碴出口6流出，硅材料从硅材料出口7流出，再进入区熔炉内。
Claims (1)
1.一种多晶硅原料低能耗提纯制备方法，其特征是制备方法如下：首先将经还原处理的金属硅粉碎，再用王水、氢氟酸等酸洗，酸洗后送入连熔炉熔融，连熔炉中间通入冷却水管，进行水冷却，采用充氮隔离空气，使炉内温度形成水平温度梯度和垂直温度梯度，从连熔炉出来的硅材料进入区熔炉，使区熔炉内形成区间温度梯度，运用热趋法排除硅碴，即可得到99.9999％纯度的硅。
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Publications (1)
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| CN101122046A true CN101122046A (zh) | 2008-02-13 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN101122046A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101683981B (zh) * | 2008-09-25 | 2012-07-18 | 浙江昱辉阳光能源有限公司 | 一种废硅液的回收再生方法 |
| CN103898600A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-07-02 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种降低GaAs薄膜杂质含量的制备方法 |
| CN109208073A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-01-15 | 江苏拓正茂源新能源有限公司 | 一种太阳能多晶硅原料的制备工艺 |
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2007
- 2007-05-22 CN CNA2007100522444A patent/CN101122046A/zh active Pending
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