CN101613877A - 填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，具体方法是将硅粉冷等静压或热等静压成填装性能良好的原料硅块后，放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生长的初始原料；本发明涉及的该原料硅块的抗压参数为0.1－50MPa，该原料硅块的纯度为99.99％－99.9999999％。该原料硅块可以在太阳能领域或半导体领域的单晶炉或多晶炉中融熔作为原料硅使用，用于生产晶体硅棒或硅锭；该原料硅块的一个用途是作为生产太阳能电池成品硅片的初始原料用。该填装性能良好的原料硅块有良好抗氧化性能和抗压性能，不容易崩裂、断裂，也不容易从表面脱落硅粉。
Description
技术领域
本发明涉及一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，具体方法是将硅粉冷等静压或热等静压成填装性能良好的原料硅块后，放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生长的初始原料。该原料硅块可以在太阳能领域或半导体领域的单晶炉或多晶炉中融熔作为原料硅使用，用于生产晶体硅棒或硅锭。该原料硅块的一个用途是作为生产太阳能电池成品硅片的初始原料用。
背景技术
本发明全文中涉及的单晶炉是指生长单晶硅的生长炉。
本发明全文中涉及的多晶炉是指生长多晶硅的生长炉。
本发明全文中涉及的原料硅块是指放入单晶炉或多晶炉，尚没有升温进行融化和晶体生长的块状的硅，原料硅块作为生产单晶硅或多晶硅的原料。
有六个方面的背景技术：
(一)、首先在这里需要特别强调的是：包括US7,175,685在内的所有现有文献都没有等静压技术可以减少氧化物膜层对单晶炉或多晶炉中硅晶体生长质量的负面影响的报道。具体来说是现有文献没有由于硅粉经过冷等静压或热等静压成填装性能良好的作为原料硅块有利于表面的氧化物膜层的减少，因而可以减少对单晶炉或多晶炉中硅晶体生长质量的负面影响的报道。
原料硅块表面的氧化物会给后续工艺造成一系列问题，如导致硅料融化困难，挥发物与设备元件反应，晶体及最终产品如芯片、电池片等质量下降等。因而现有技术通常需要使用化学溶液洗涤原料硅块表面的氧化物。
现有技术中的作为原料硅块使用的高纯硅块通常经过了高温融化和冷却的过程，或经过了气相沉积的过程，因而其相对密度为100％，实际密度为2.33克/立方厘米。这些高纯硅块虽然价格昂贵，但其来源广泛，且容易获得。因其高致密度和良好的机械性能完全可以耐受化学溶液洗涤对其表面的去氧化过程。经过检测多组现有技术中提供的来源不同的相对密度为100％，实际密度为2.33克/立方厘米的原料硅块，其抗压参数通常介于60-206MPa，平均为150MPa。其具体内容在后文中的表1还会详细展开。
而由硅粉经过等静技术获得的原料硅块因为没有经过高温融化和冷却的过程，其相对密度无法达到100％，因而其耐受化学溶液洗涤表面的抗冲击能力相对密度为2.33克/立方厘米的传统原料硅块偏弱。
由于硅粉的比表面积很大，例如US7,175,685所涉及的硅粉很容易与空气接触生成氧化膜，即使容忍飞扬的硅粉严重损坏设备的方式强行将硅粉放入单晶炉或多晶炉中生长，会发现最后生长出的单晶硅或多晶硅的质量偏差，很难满足市场的对质量的需求。
(二)、硅原料放入用于硅晶体生长的炉中，例如放入单晶炉中完成单晶硅的生长，或放入多晶炉中完成多晶硅的生长，是早已非常完善的现有技术，单晶硅的生长或多晶硅的生长通常都包括硅受热融化、缓慢生长出晶体、冷却的过程。
生成的单晶硅或多晶硅再经过切片之后可以应用于太阳能电池。因为太阳能电池在国际上有行业普遍遵守的质量的标准，所以切片之前的单晶硅或多晶硅也要遵守共同的质量的标准。而单晶硅或多晶硅的生长技术大同小异，因而保证质量的前提下，能否大量采用廉价的硅原料是单晶硅或多晶硅生产商非常关心的。
(三)、本发明先介绍作为原料的硅粉或硅块在单晶炉或多晶炉中的应用的情况。
硅粉应用情况：一方面，硅粉因为容易飞扬，影响设备的正常工作和生产人员的健康，其应用受到极大的限制。另一方面，与硅块对比，硅粉还因为比面积大，在包装、运输、储藏过程中都非常容易接触空气而被氧化，而被氧化后的硅粉对最终生产的太阳能电池的质量有一定的负面影响，但其负面影响在硅粉少量使用的情况下尚能忍受，因而为了降低成本，可以在单晶炉或多晶炉中的使用很少量的硅粉。但在单晶炉或多晶炉中大比例的直接使用硅粉用于大幅度降低生产成本成为一种不可能实现的奢望。其具体内容在后文中还会详细展开。
硅块应用情况：以块状形态存在的作为原料的硅块是目前放入单晶炉或多晶炉中的主要形式。
应用于太阳能领域或半导体领域的单晶炉或多晶炉中作为原料硅块需要满足两个最基本要求有：重量纯度要求是99.99％-99.9999999％，优选是99.999％-99.9999999％，最好是99.9999％-99.9999999％。硅块需要有一定的抗压性能，这样一来硅块就不太容易因移动而散落导致的飞扬的粉尘损坏设备和操作人员的健康。
如果纯度太高，例如99.9999999999％属于半导体领域使用的纯度的硅成本极其高昂，使用于太阳能领域并不经济。
如果纯度太低，在单晶炉或多晶炉中所制造的硅锭质量太差，无法满足实际要求；在99.99％--99.999％之间的纯度级别虽然比较低，但如果与其他高纯的硅料混合使用，也能勉强满足硅锭质量要求。作为太阳能领域的主流原料来说，采用99.999％-99.9999999％或99.9999％-99.9999999％是最合适的。
在这里需要特别强调的是同时满足有一定的抗压性能和99.999％-99.9999999％或99.9999％-99.9999999％的硅块主要是来源于气相沉积法，特别是由含硅的化合物(如三氯氢硅和硅烷等)经过高温化学气相沉积得到。其密度是2.33克/立方厘米左右。具体内容还可以参看之后的表2。
从半导体行业、太阳能行业回收的报废的但纯度很高的硅块因为已经是采用过铸锭工序，其密度也是2.33克/立方厘米左右，且抗压性能优越。其重量纯度是99.9999％-99.9999999999％。
(四)、目前现有技术中还没有很好的将硅粉大量的应用在单晶炉或多晶炉中的合适方法。
原因如下：
具有晶体结构的硅材料(单晶硅和多晶硅)已经广泛应用在半导体、太阳能和集成电路行业中。这些硅材料通常是由高纯度硅料经过融化和晶体生长后得到。所使用的高纯度硅料通常是由含硅的化合物(如三氯氢硅和硅烷等)经过高温化学气相沉积得到。
硅料制造厂生产的高纯硅料主要有两种形态，块/棒状和粗颗粒状。块/棒状硅料一般是由大的高纯硅棒/硅锭经过破碎后得到；粗颗粒状的硅料一般是在化学气相沉积中采用流化床工艺制备的，这些颗粒的直径一般在几百微米到毫米级。这两种形态的硅料便于运输，在晶体生长用坩埚中的堆积密度高，填充因子通常大于50％，因此在工业生产中获得了广泛地应用。
硅的粗颗粒通常来自流化床工艺中。这些过程同时也产生极其细小的硅粉，尺寸范围是亚微米至数百微米，这些硅粉作为伴随粗颗粒硅的副产物存在。另外还有直接利用硅烷气体在高温下热解，生产微米和亚微米级的硅粉。这些极其细小的硅粉通常涉及旋风收尘或过滤器粉沉积的时候，而这两种粉的尺寸范围通常也不一样。
但是，目前作为流化床等工艺中副产物的极其细小的硅粉很难在晶体生长等领域获得应用，这主要有以下几个原因：(1)细粉料容易飞扬。在晶体生长等过程中，一般均需要对设备先抽真空再充入合适的保护气体。由于粉状物料粒度小，重量轻，在抽真空及充入保护气体时，非常容易随气流四处飞扬。这些粉料不仅会损坏设备元件，影响工艺和产品的稳定性，甚至会造成严重的安全事故。另外，在装料过程上，飞扬的粉尘还会吸入人体，容易造成矽肺病等职业疾病。(2)堆积密度小。这些细粉状物料由于颗粒粒度小，在堆积时非常蓬松，松装密度很小，导致在运输和存放时需要更大的空间，更重要的是在晶体生长时无法一次装入更多的物料，而且其易飞扬的特点又导致粉料无法作为二次加料使用。以硅为例，细粉状硅料的松装密度为0.25-1g/cm3，远远小于纯硅块2.33g/cm3的密度，这导致硅料装填量很小。以内部尺寸为69cm×69cm×42cm的方坩埚为例，通常可装填240至300Kg左右的硅料，对硅粉则至多只能装填150Kg左右。(3)细粉料由于粒度小，比表面面积大，暴露在空气中容易发生氧化等反应。同样以硅为例，粉状硅料暴露在空气中容易发生氧化反应，结果会在硅粉的表面形成一层氧化物膜。另外，细硅粉在空气中还容易受潮，吸附的水分又会进一步促进氧化物的生成。这些氧化物会给后续工艺造成一系列问题，如导致硅料融化困难，挥发物与设备元件反应，晶体及最终产品如芯片、电池片等质量下降等。因此，在晶体生长中，极其细小的硅粉料的使用始终受到限制。
由于以上原因，虽然流化床工艺得到的细粉状硅料同样具有很高的纯度，但是并未得到广泛的使用。这是流化床工艺硅转化效率低，未能广泛推广的一个主要原因。到目前为止，还没有找到一种有效利用这些细粉状硅料的方法。
为了最大限度的开发硅粉的应用，本发明做过下列实验：将运输和存放时间为4个月的高纯硅粉，在容忍飞扬的硅粉严重损坏设备的方式下强行将硅粉放入单晶炉或多晶炉中完成长达30-60小时的晶体生长之后，取出硅晶体切片后测量其性能，发现无法全部的满足太阳能电池的质量要求。必须重新将硅晶体再次放入单晶炉或多晶炉中完成长达30-60小时的晶体生长之后，再次取出的硅晶体切片后测量其性能，才能全部的满足太阳能电池的质量要求。而二次硅晶体生长的工艺所涉及的成本是生产企业很难承受的。我们分析原因：硅粉本身并没有其他污染，但其表面积太大所生成的氧化膜是影响质量的重要原因。
近年来，随着半导体和光伏产业的发展，尤其是光伏产业的突飞猛进，硅料紧缺日益严重，硅料已经成为制约这些行业发展的决定性因素。因此，人们迫切需要寻找到一种能够有效使用这些高纯度超细粉料的可行性方法。即使在硅料充足的将来，这种方法对降低生产成本，提高竞争力，促进行业发展，尤其是光伏产品的大范围推广具有重大的意义。
另外，由于在单晶炉或多晶炉中完成全部的晶体生长工艺所需时间很长，一般为数十小时。这样一来，努力增加坩埚填装量的尝试对提高生产效率和节约能源十分有意义。
美国专利US7,175,685是与本发明最接近的技术报道。
在US7,175,685中已经看到了充分利用硅粉的重要性，US7,175,685提出了依靠简单的干压方法来增加硅粉密度从而增加坩埚填装量的技术方案，但我们发现US7,175,685的技术方案只涉及依靠简单的干压方法来增加硅粉密度的技术要点，却忽略了简单的干压方法成型后硅块依然容易崩开，或者硅块的局部表面依然容易有硅粉脱落的不利因素。
US7,175,685的摘要中记载的内容为：“一种用于制造硅锭的颗粒状硅材料，包括一种硅块以及一种用于制备硅块的方法，所述的硅块是采用廉价的高纯度硅粉为制备原料，具体方法是通过加入一定量的硅粉，硅粉中可以加入特定的添加剂以及粘接剂，在常温下，以一定的压力对硅粉进行干压得到硅块，该硅块具有50-75％的硅元素的理论密度，硅块的重量范围在1.0克-3.0克，优选的重量为2.3克，硅块的直径范围在10毫米-20毫米，优选的直径为14毫米，硅块的高度范围在5毫米-15毫米，优选的高度为10毫米。”
US7,175,685的第23条权利要求中记载的内容为：“所述的干压的步骤包括采用压力大于或等于约10000牛顿的平均压力来压制上述的硅粉。”
US7,175,685的第8条权利要求中记载的内容为：“所述的用于制备硅锭的硅块，所述的硅块的直径约为14毫米，硅块的高度约为10毫米。”
US7,175,685的第12条权利要求中记载的内容为：“用于制备硅锭的硅块，包括采用至少约10000牛顿的压力来干压硅粉，所述的硅粉中可以加入特定的添加剂和粘接剂，所述的硅块具有60-75％的硅元素的理论密度，硅块的重量约为2.3克，硅块的直径约为14毫米，硅块的高度约为10毫米。”
US7,175,685尽管给出的压力参数是10000牛顿，但US7,175,685通篇没有提到10000牛顿的受力面积，没有指出是机械的工作压力，也没有指出硅块的受力面积，我们结合US7,175,685全文可以的到的结论：该专利技术方案是通过单向的干压方法得到的直径为14毫米，高度为10毫米的圆柱状的硅块，这是典型的模仿药物压片技术。
在实验室中我们采用过单向干压的方式，简单而形象的就是模仿药粉压片技术，在筒形的模具中，填入一定量的硅粉，在筒形的模具的顶部或底部加压，得到密度适当增加的圆柱形硅块，由于采用的是一端或两端加压的方式，我们将这样的加工方式称为单向干压或双向干压。单向干压或双向干压所得的硅块密度增加有限制，由于压制设备的加压范围偏小，所施加的压力及加压方式有限，最重要的是因为缺乏四周的加压，及硅粉的压力传导能力较差，使得硅块形成很大的压力梯度，在中部较大的低压力区域，硅粉将无法得到紧密结合，从而使制得的硅块在从模具中取出的时候，仍然容易断裂，容易扬起硅粉尘，使得硅块应用受限制。
例如我们在筒形模具中填满平均直径为10微米的硅粉，模仿药粉压片的双向干压方式，打开模具后得到圆柱状的硅块，由于整个硅粉的受力不均匀，所得到的硅块表现为整体的密度不均匀，例如，圆柱顶端局部密度远高于圆柱中间的密度，圆柱中间甚至出现大的裂纹等缺陷，整个圆柱形硅块还是容易断裂，扬起硅粉尘。如果将其装入单晶炉或多晶炉中会很容易被保护气体的气流带动，严重影响正常生产。
可见尽管在筒形模具中模仿药粉压片的成型原理，按单向干压或双向干压方式可以得到实心密度高达0.9-1.7克/立方厘米的硅块，但由于硅块内部结构的不均匀，这样的硅块有的表现为表面硅粉脱落；有的表现为从筒形模具中脱出的时候硅块大部分直接崩裂重新回到硅粉状态；有的表现在运输和传递过程中容易断裂，同样产生崩裂，影响其在单晶炉或多晶炉中的正常应用。
采集按单向干压或双向干压所得的整体密度高达0.9-1.9克/立方厘米的硅块上的样品进行抗压实验，我们发现单向干压或双向干压硅块在抗压性能方面表现不佳。甚至用手指稍微用力就能使得硅块崩开。
US7,175,685的第12条权利要求中记载的内容描述为可以免于采用粘合添加剂得到硅块。
为了进一步研究US7,175,685，可以做如下实验：
采用了本申请人开发的特种粘合添加剂，该特种粘合添加剂由聚乙烯醇和聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇按一定比例混合而成，再按重量比0.1-10％添加到平均直径为10微米的硅粉中，施加很大的压力(10-100MPa)在圆筒状模具中上下两端实行双向干压，所得到的硅块产品的抗压性能依然不佳。
本发明所涉及的硅块产品的抗压性能是指：将一定尺寸大小的硅块，放入压机中，测量崩碎时候的压力或压强作为衡量硅块是否具有合适填装性能的重要指标。
我们改装了一台药粉压片机器进行简单的实验例，套用传统的药物粉的压片技术，在直径为20毫米，长度为10毫米的圆筒形模具中装入硅粉，向硅粉单向施加10MPa压力。加压完毕后，在从筒形模具中取出圆柱状的硅块的时候，硅块发生崩裂，无法进行下一步的密度测量和抗压试验。
又例如套用传统的压片技术，在直径为100毫米的，长度为300毫米的筒形模具中加入硅粉，向硅粉单向施加60MPa的压强。加压完毕后，在从筒形模具中取出圆柱状的硅块的时候，硅块从中部崩裂，并且表面有少量硅粉剥落。取加压接触面的硅块表面的一个立方厘米的立方小块，测量密度为1.68克/立方厘米。另外取距离加压接触面60厘米处的另一个立方厘米的立方小块，测量密度为1.33克/立方厘米，二者密度相差幅度约为21％。而距离加压接触面150厘米处圆柱状的硅块的正中出现开裂，裂纹处的密度视为0，则二者密度相差幅度为100％。抗压试样则在制备过程中碎裂，无法进行抗压测试。
在这里需要特别强调的是US7,175,685即使勉强能压制成型，但其抗压能力非常差，甚至到了无法进行抗压测试的程度，其硅块的抗压能力与本发明下文中提供的硅块所具有的良好的抗压性能是有明显区别的。
采用US7,175,685的干压技术尽管能得到密度高于松装硅粉的高密度的硅块，但上述两个干压压片技术得到的硅块填装性能较差，首先具体表现在抗压参数不理想。其次表现为内部的密度也不均匀。
尤其是采用US7,175,685的干压技术尽管能得到密度高于松装硅粉的高密度的硅块，但抗压参数不理想导致将该硅块在从模具中取出、运输、放入单晶炉或多晶炉过程中容易扬起硅粉尘或硅块断裂，可见US7,175,685的干压技术不能完全解决硅粉尘扬起或硅块断裂的技术问题。
我们还注意到US7,175,685没有任何关于削弱硅粉或硅块与空气接触生成氧化膜的技术提示。
(五)、本发明还特别介绍烧结法获得的硅块，现有技术CN2008100314982是将纯度为99.0-99.9％的冶金硅在1050-1150℃进行烧结的，现有技术JP2004284929A采用1200-1412℃，1000大气压条件下进行烧结获得相对密度为99.9％的硅块，应用于半导体领域。
烧结法因为最大的特点是在1000℃以上甚至是接近于硅熔化的温度条件下，获得的高致密的硅块，其生产设备要求很高，且能源消耗很高，因而生产成本非常高。其抗压性能也接近于相对密度为100％而实际密度为2.33克/立方厘米的来源于气相沉积法的硅块。或者烧结法得的高致密的硅块其抗压性能也接近于采用过铸锭工序的从半导体行业、太阳能行业回收的报废的但纯度很高的硅块。
我们列一个简单表格来说明现有技术领域中各种硅块的抗压性能：表1
| 高纯原料硅的各种形式 | 回收的废硅块 | 块状、片状和粗颗粒状的硅块 | 烧结法获得的硅块 |
| 来源 | 从半导体行业、太阳能等行业回收的报废的但纯度很高的硅块。 | 由光伏和半导体产业上游的专业厂家生产的大型硅块例如气相沉积法经过切割或破碎后而得。 | 烧结法获得的硅块。例如1200-1412℃，1000大气压条件下获得。 |
| 抗压性能 | 抗压性能好。例如高达60-206MPa，甚至更高。 | 抗压性能好。例如高达60-206MPa，甚至更高。 | 抗压性能较好。例如高达55MPa。甚至更高。 |
| 相对密度 | 100％ | 100％ | 99％左右。 |
(六)、现有技术中也有将硅粉通过等静压方法制成硅块的报道，例如：第27卷第2期2006年6月的陶瓷学报报道的“水分和粘结剂含量对坯体冷等静压成型和性能的影响”文章中就涉及以Si粉(粒度≤0.044mm)和聚乙烯醇水溶液(PVA，其中聚乙烯醇质量份数为5％)按一定比例混匀，过筛造粒，振动装料后进行冷等静压成型制成硅块的报道。该文献尚停留在依靠聚乙烯醇粘合剂来改善等静压成型的研究。研究了水分和PVA含量对硅粉坯体成型和性能的影响。但该文献没有涉及硅粉通过等静压方法的到的硅块应用于放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生长的初始原料的内容。
US20070014682也报道了加入粘合剂结合干压法获得硅块的报道。并用于硅融化领域。但US20070014682不涉及等静压技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，具体是将硅粉冷等静压或热等静压或其他可能的方式获得具有一定抗压能力的填装性能良好的原料硅块后，放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生长的初始原料。
本发明的主要技术方案有：
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度在99.99％-99.9999999％；且该原料硅块的抗压参数为0.1-50MPa。
为了更好的理解本发明，我们在正式描述其他技术方案前还介绍了下列内容：
采用本发明涉及的抗压性能优越的原料硅块，可以显著改善硅粉被氧化产生的各种负面影响。改善的效果主要体现在抗压性能优越的原料硅块可以存放1年以上，甚至是3-5年，都不会因氧化膜的产生而影响太阳能电池的质量。
而传统的硅粉因为飞扬和容易被氧化的原因，在单晶炉或多晶炉中始终难以应用。
我们分析的本发明提供的抗压性能好的原料硅块的密度虽然低于2.33克/立方厘米，但其在抗压参数为0.1MPa就已经具有良好的致密度，其内部的结构也许还是松散的，但足以隔绝空气对内部的被氧化，而抗压性能好的原料硅块表面的少量被氧化对最终获得的太阳能电池质量没有明显的负面影响。
为了考察本发明的抗压参数为0.1-50MPa的原料硅块的应用情况，本发明做过下列实验：将本发明的抗压参数为0.1-50MPa的原料硅块放入单晶炉或多晶炉中完成长达30-60小时的晶体生长之后，取出的硅晶体切片后测量其性能，全部能满足太阳能电池的质量要求，这样的一次硅晶体生长的工艺与前文中涉及的硅粉需要二次硅晶体生长的工艺相比，成本优势明显。
本发明的填装性能良好的原料硅块在密度和抗压性能方面与传统的硅块有区别，这些区别具体见表2。
表2：各种形式的单晶炉或多晶炉中的高纯原料硅的综合对比如下：
| 高纯原料硅的各种形式 | 硅粉 | 回收的废硅块 | 块状、片状和粗颗粒状的硅块 | 抗压性能差的硅块 | 本发明提供的抗压性能好的硅块 |
| 来源 | 光伏和半导体产业上游的专业厂家生产而得。例如采用西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法或其它化学气相沉积法生产而得。 | 从半导体行业、太阳能等行业回收的报废的但纯度很高的硅块。 | 由光伏和半导体产业上游的专业厂家生产的大型硅块经过切割或破碎后而得。 | (1)光伏和半导体产业上游的专业厂家生产的硅粉按照模仿药物领域的加压方式得到硅块；(2)或其他方式得到抗压性能差的硅块。 | (1)光伏和半导体产业上游的专业厂家生产的硅粉采用包括冷等静压、热等静压、单向热法干压、双向热法干压、添加添加剂在内的多种方法都能得到抗压性能好的硅块；(2)或其他方式得到抗压性能好的硅块。 |
| 密度 | 松装密度在0.25-1.00克/立方厘米。 | 约2.33克/立方厘米。 | 约2.33克/立方厘米。 | 低于2.33克/立方厘米。 | 低于2.33克/立方厘米。 |
| 坩埚利用率 | 在坩埚中的填装有效利用率很低。 | 在坩埚中的填装有效利用率高。 | 在坩埚中的填装有效利用率高。 | 在坩埚中的填装有效利用率较低。 | 在坩埚中的填装有效利用率高。 |
| 抗压性能 | 硅粉呈现蓬松状态，无法按本发明提供的方法测量抗压性能。 | 抗压性能好。 | 抗压性能好。 | 抗压性能差。 | 抗压性能好。 |
| 在坩埚中的实际应用效果 | 因为扬尘等原因其应用受到大幅度限制。其应用一般是只能按少量比例加入块状、片状和粗颗粒状的硅块或回收的报废硅块中，作为辅助原料。 | 可以正常使用。 | 可以正常使用。 | 因为不能很好避免被氧化，其应用受到大幅度限制。因为扬尘，断裂等原因，其应用受到大幅度限制。 | 作为新的应用，可以在坩埚中正常使用。 |
需要特别指出的是：
密度为2.33克/立方厘米的硅块基本上是由硅原料经过高温融化为液体的硅再经过冷却而得，其内部结构排列致密，其微观结构结构是独特的。
未经过任何处理的高纯度硅粉，其松装密度为0.25-1.00克/立方厘米，其内部结构排列疏松，其微观结构结构也是独特的。
经过一定压力处理的高纯度硅粉，其松装密度有所提高，但几乎都低于2.33克/立方厘米，其微观结构结构也是独特的。
本法所提的坩埚是指单晶炉或多晶炉中用来填装硅原料的容器，此原料硅块对没有坩埚构造的单晶炉或多晶炉同样也是适用的；本发明适用于任一类型的单晶炉或多晶炉。
以上三类硅的微观结构结构差异非常大。它们的微观结构图片可以将三者做定性区别。
那么我们来分析：
US7,175,685提供的普通干压技术得到的硅块为何产生崩裂或表面脱落硅粉。以抗压参数为3MPa为代表的本发明的硅块为何不容易产生崩裂或表面脱落硅粉。
如前文所述。我们综合判断的结论是US7,175,685提供的普通干压技术是模仿普通的治疗疾病的药物粉末的单向干压或双向干压压片技术，而普通的治疗疾病的药物粉末的成分通常含有大量有机成分，含有有机成分的药物粉末之间的成块或成片的结合比较容易，只要施加比较小的压力就可以成型，而且绝大部分的含有机成分的药物粉末在压片阶段通常是不需要加热的。
硅粉之间的结合能力与含有机成分的药物粉末之间结合能力有非常大的差异，这是由物料本性决定的。硅粉在常温状态下主要体现的是无机物的性质。
从以上分析可以得到结论，采用药物粉末的单向干压或双向干压压片技术，由于压制设备的加压范围偏小，所施加的压力及加压方式有限，以及硅粉的压力传导能力较差，使得硅块形成很大的压力梯度，在中部较大的低压力区域，硅粉无法得到紧密结合，从而使制得的硅块容易崩裂或表面硅粉脱落。
我们采用了各种办法来获得能抵抗崩裂或表面脱落硅粉的硅块。主要的办法就是采用抗压参数为3MPa左右的硅块。但我们还发现其他抗压参数为0.1-50MPa的硅块也有比较好的抵抗崩裂或表面脱落硅粉的能力。
本发明对抗压参数的定义是：将任意质量的，最好是质量在1克以上的硅块放在检测用的压缩设备中，试样在压缩试验中，破裂为两块或两块以上的碎块，或压缩载荷大幅下降时候压力表的读数视为硅块的抗压参数。
本发明涉及的抗压参数的实验数据还可以参考中国国家标准GB/T8480-2006精细陶瓷压缩强度试验方法获得。具体的精细陶瓷压缩强度试验方法见本发明的附属文件。
因为本发明涉及多项技术，为了理解方便，我们特别再做相关注解如下：
热法干压是指在干压模具的外壁设制加热器件，当向模具一端或两端加压的过程中，同时对模具及其中的物料加热。例如如果加热到600-1400℃，加压到1-100Mpa，并保温保压10-120分钟，筒形模具中的硅粉受热软化，性能接近流体。在软化流体均匀受压下，整体的硅块的各种性能表现的比较均匀，特别是抗压性能优良，完全可以避免不加热，只采用单向干压、双向干压造成的整体的硅块的各种性能表现不均匀，例如出现开裂，容易崩裂的弊端。
冷等静压是指在常温下对物料施加各向相等的压力使其成型的一种技术。一般的，冷等静压所施加的压力远超过单向或双向干压，加上冷等静压的各向均匀性，所得到的硅块的各种整体性能表现的比较均匀，特别是抗压性能优良。
热等静压是在冷等静压技术的基础上，通过设置加热装置，通过加热和等向加压的方法使物料成型。由于增加了加热过程，其效果优于冷等静压力，但对设备的要求很高，加工过程要繁琐一些。
我们注意到为了更好的得到易于成块的硅块，可以添加一定比例的合适的有机粘合剂，但我们发现，添加一定比例的有机粘合剂对于制备太阳能级和半导体级的硅片会带来杂质方面的负面影响，所以我们最终还需要采用合适的方法除去这些粘合剂。因此辅助添加粘合剂的技术方案属于次要的技术要点。
由于适合太阳能领域或半导体领域的有机粘合剂可以在后续处理过程中因受热挥发而最终脱离出本发明涉及的填装性能良好的原料硅块，因此并不影响填装性能良好的原料硅块的纯度。
本发明的原料硅块的填装性能良好表现在多个方面。
填装性能即使满足下列任意一方面的优点都是对现有技术的改进。
如果能同时满足两个方面或三个方面的优点更加是对现有技术的良好改进。
填装性能良好在第一方面表现为：暴露在空气中的表面积远小于硅粉暴露在空气中的表面积，被氧化或被污染的程度会低于硅粉的被氧化或被污染的程度，也就是被氧化或被污染的硅量少于松散的硅粉的被氧化或被污染的硅量，硅的损耗更少，减少了由于硅料损耗带来的直接经济损失；被氧化或被污染的速率比松散的硅粉慢，延长了硅的储存期限，因为松散的硅粉在储存时，由于松散的硅粉表面积大，非常容易对储存环境中的氧化性气体以及污染性尘埃产生吸附作用，而最终影响太阳能电池的质量。而本发明提供的填装性能良好的硅块可以大大延长了硅的储存期限，松散的硅粉在常温、常压的空气储存条件下，储存期限只有3个月-6个月；本发明还降低了对储存环境条件的要求，因为一些半导体企业或光伏企业为了延长松散的硅粉的储存期限，不得不将硅粉置于低压、低温的惰性气体的苛刻环境中储存，这种储存方法的经济成本相当高，非常不经济，而本发明提供的填装性能良好的硅块则解决了储存环境方面苛刻要求的难题，置于常温、常压的空气储存条件中，储存期限几乎可以不受影响；还减少了在进行化学溶剂洗涤对其表面的去氧化或去除污染杂质的过程中所消耗的时间以及化学溶剂用量，这些对于光伏和半导体产业中的工艺改进的贡献同样是非常有意义的。
填装性能良好在第二方面表现为：本发明的填装性能良好的原料硅块的抗压性能优于常规的硅块，光伏和半导体产业上游的专业厂家生产的硅粉按照模仿制药领域的加压方式得到的常规硅块因为抗压性能差，因为扬尘，断裂等原因，其应用受到大幅度限制。如果本发明的填装性能良好的原料硅块的抗压性能较好，意味着原料硅块在从模具中脱出过程中、运输仓储过程中、向坩埚中装料的过程中、向单晶炉或多晶炉中补充添加的过程中，不容易断裂，也不容易扬起硅的粉尘，这样的原料硅块才具备在光伏和半导体产业中晶体生长领域的良好的实用性能。而这恰恰是传统硅粉或者抗压性能差的硅块在光伏和半导体产业中晶体生长领域所缺乏的。
填装性能良好在第三方面表现为：填装密度高于松散的硅粉，这样可以提高单晶炉或多晶炉中耐热坩埚中硅原料的填装量。由于在单晶炉或多晶炉中完成全部的生长工艺所需时间很长，一般需要数十小时，这样一来，努力增加坩埚的填装量对于提高生产效率和节约能源十分有意义。
本发明的主要和其他的技术方案有下列：
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度在99.99％-99.9999999％；且该原料硅块的抗压参数为0.1-50MPa。
一种填装性能良好的原料硅块作为硅晶体生长的初始原料中的应用，其中：该原料硅块的纯度在99.99％-99.9999999％；且该原料硅块的抗压参数为0.1-50MPa。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度在99.99％-99.9999999％；且该原料硅块的抗压参数为0.1-50MPa，放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生长的初始原料。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为0.8-2.20克/立方厘米。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.2-2.0克/立方厘米。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.5-2.0克/立方厘米。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的抗压参数为0.2-30MPa。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：0.3-15MPa。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径在0.1微米-1000微米。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径在1微米-100微米。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-18％。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-15％。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-10％。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-8％。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-5％。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-3％。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块由硅粉经过等静压方法处理而得。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块由西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法或其它化学气相沉积法中沉积的硅粉经过等静压方法处理而得。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：等静工作压力参数为100-800MPa。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的微观结构与经过融熔的硅锭的微观结构或普通干压法得到的原料硅块的微观结构不一样。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用烧结成型方法而得，步骤如下：(1)将硅粉或硅小块、粘结剂按100∶0-2.1的重量比混合，球磨2～24小时至均匀，真空脱气；粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇，粘结剂在使用的时候按聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇的重量的5倍加乙醇溶解均匀再洒入硅粉或硅小块中；(2)将上一步骤中得的混合物放入容器中，保持温度在100-120℃，100-300MPa加压后，在600-1400℃温度条件下烧结2-4小时，并抽真空或惰性气体保护状态下排除粘结剂，冷却到室温，即得到填装性能良好的原料硅块。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列步骤而得：将硅粉或硅小块放入套有底座的圆筒型中模中，套上导向模；圆筒型中模的圆周外套有加热夹层，加热夹层中装有导热油；导向模对应有冲压件；保持温度在400-1400℃，10-800MPa加压0.1-1小时，冷却到室温，取出压完的块状物，即得到填装性能良好的原料硅块。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列方法而得，步骤如下：
(1)将硅粉或硅小块、粘结剂按100∶0.5的重量比混合，球磨2～24小时至均匀，真空脱气；粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇，粘结剂在使用的时候按聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇的重量的5倍加乙醇溶解均匀再洒入硅粉或硅小块中；
(2)将上一步骤中得的混合物置于套有底座的圆筒型中模中，套上导向模；圆筒型中模的圆周外套有加热夹层，加热夹层中装有导热油；导向模对应有冲压件；保持温度在500-800℃，30-50MPa加压0.1-0.5小时，冷却到室温，取出压完的块状物，在600-1400℃温度条件下抽真空或惰性气体保护状态下排除粘结剂至粘结剂残留量为块状物总重量的0-0.0001％，再冷却到室温，即得到填装性能良好的原料硅块。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列方法而得，步骤如下：按重量比100∶0-10.0向硅粉或硅小块中加入粘结剂，混合均匀后再装入软质包装材料的容器中；粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇，粘结剂在使用的时候按聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇的重量的5倍加乙醇溶解均匀再洒入硅粉或硅小块中。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为10-800MPa；加压时间为5-60分钟，保持温度在25-1400℃；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为10-500MPa；加压时间为5-60分钟，保持温度在0-500℃；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块；
(6)将填装性能良好的原料硅块放入密封袋中保存待用；
(7)打开密封袋，将填装性能良好的原料硅块放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生产。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：将来源于西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法的新鲜硅粉在144小时内送入等静设备中完成等静压。
一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将来源于西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法生产线的新鲜硅粉或硅小块取下好，在2小时内放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为150MPa；加压时间为20分钟，在室温下进行等静压；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块；
(6)将填装性能良好的原料硅块放入密封袋中保存待用；
(7)打开密封袋，将填装性能良好的原料硅块放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生产。
采用小的模具就可以获得0.2克、0.3克、1克、10克的硅块。
现有技术中已经有静压方法获得300000-400000克石墨坩埚的记录。因此在0.2克-500000克范围内获得硅块在技术上完全可行。
等静压技术发展迅速，所得产品的重量和体积越来越大型化，从技术角度获得2000000克的硅块是完全可行的。
本发明在抗氧化方面的优点可以由下列试验结果来表达：
本发明的相关效果试验如下：
表3不同的等静压工作技术参数的效果
| 等静压工作技术参数 | 10MPa | 30MPa | 50MPa | 150MPa | 250MPa | 500MPa | 1000MPa |
| 暴露在空气中的表面积 | 高 | 适中 | 适中 | 低 | 低 | 低 | 低 |
| 被氧化或污染的程度 | 高 | 适中 | 适中 | 低 | 低 | 低 | 很低 |
| 被氧化或被污染的硅量占总量的重量比 | 高 | 适中 | 适中 | 低 | 低 | 低 | 很低 |
| 在常温、常压的有空气存在条件下已经储存10个月对晶体生长影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 |
| 在常温、常压的有空气存在条件下的预计储存期限 | 3-5年 | 3-5年 | 5年 | 5-10年 | 8-10年 | 10-20年 | 无限期 |
| 储存一年后的化学溶剂用量 | 多 | 较少 | 较少 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 |
| 储存一年后的化学溶剂洗涤时间 | 长 | 短 | 短 | 很短，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很短，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很短，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 |
本发明中涉及的储存期限是指经过一定时间的储存后，硅被氧化或被杂质污染的量占总量的重量比的97％以上，这个所经过的时间就是储存期限。
由于选用的等静压工作参数大于或等于150MPa后，被氧化或被污染的程度低，被氧化或被污染的硅量占总量的重量比少，因为在进行化学溶剂洗涤去氧化或去除污染杂质的过程也存在着引入新的杂质的危险，所以，在等静压工作参数大于或等于150MPa后得到的填装性能良好的硅块几乎可以不用进行化学溶剂洗涤来对其表面的去氧化或去除污染杂质处理。等静压工作参数大于或等于1000MPa后，由于对等静压设备的要求很苛刻，一般不建议采用。
表4经过等静压后得到的硅块的抗压参数的效果
| 硅块抗压参数 | 0.01MPa | 0.1MPa | 1MPa | 3MPa | 10MPa | 30MPa | 50MPa | 70MPa |
| 暴露在空气中的表面积 | 高 | 适中 | 适中 | 适中 | 低 | 低 | 低 | 很低 |
| 被氧化或被污染程度 | 高 | 适中 | 适中 | 较低 | 低 | 低 | 低 | 很低 |
| 被氧化或被污染的硅量占总量的重量比 | 高 | 适中 | 适中 | 较少 | 低 | 低 | 低 | 很低 |
| 在常温、常压的有空气存在条件下已经储存10个月对晶体生长影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 | 对硅晶体生长无任何负面影响 |
| 在常温、常压的空气条件下的预计储存期限 | 3-5年 | 3-5年 | 5年 | 5-10年 | 8-10年 | 10-20年 | 无限期 | 无限期 |
| 储存一年后的化学溶剂用量化学溶剂用量 | 多 | 较少 | 较少 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 |
| 储存一年后的化学溶剂洗涤时间 | 长 | 短 | 短 | 短 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 | 很少，几乎可以不用进行化学溶剂洗涤 |
由于硅块抗压参数大于或等于10MPa后，被氧化或被污染的程度低，被氧化或被污染的硅量占总量的重量比少，因为在进行化学溶剂洗涤去氧化或去除污染杂质的过程也存在着引入新的杂质的危险，所以，在抗压参数大于或等于10MPa的填装性能良好的硅块几乎可以不用进行化学溶剂洗涤来对其表面去氧化或去除污染杂质处理。由于要得到抗压参数大于或等于70MPa的硅块，对等静压设备或其他设备的要求很苛刻，一般不建议采用。
相关技术的解释：
本发明的填装性能良好的原料硅块的原料来源可以是传统的小硅片经过本发明方法处理而得，也可以是采用西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法或其它化学气相沉积法中沉积的大量硅粉经过本发明方法处理而得。填装性能良好的原料硅块的原料来源还可以是其他来源的硅粉。
西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法或其它化学气相沉积法中沉积的硅粉的平均直径范围一般是分布在0.1-1000微米。
本发明的其他优点在于：
(1)由于本发明可以采用西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法或其它化学气相沉积法中沉积的大量硅粉做为填装性能良好的原料硅块的直接原料，扩大了太阳能硅电池的原料来源，使得原来应用困难的硅粉成为太阳能硅电池原料的重要的来源，这在当前硅原料紧缺的情况下，意义非凡。
(2)该填装性能良好的原料硅块具有合适的密度，可以大幅度提高耐热坩埚的应用体积。以目前使用较多的美国GT太阳能公司(GT SolarTechnologies，Inc.)的DSS-240多晶硅定向铸锭炉为例，直接向耐热坩埚的填装空隙度大的小硅片与采用本发明的原料硅块相比，所使用的坩埚内尺寸为69cm×69cm×42cm，将硅原料粉堆起来装，前者只能得到80-120公斤的单晶或多晶硅锭。而后者可以获得220-300公斤的单晶或多晶硅锭。显然采用填装性能良好的原料硅块，在同等条件下，将大幅度减少单晶炉或多晶炉的能源消耗。节约成本，且提高工作效率。
采用本发明可以克服US7,175,685中采用普通的干压方法得到的硅块的抗压效果不理想的缺陷。由于采用冷等静压或热等静压从而使得硅粉的各个方向的受力均匀，而热等静压和热法干压则通过加热改善了硅块的结构，从而使得到的硅块的抗压性能更优越，且硅块的内部密度均匀性好。
抗压性能更优越的硅块在移动、运输、向坩埚中添料的过程中，不容易断裂，也不容易从硅块表面脱落硅粉，单晶炉或多晶炉中保护气体的气流对正常进入坩埚的抗压性能优越的硅块没有任何负面影响。因此非常符合在单晶炉或多晶炉的坩埚中的添料用。由于本发明可以采用西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法或其它化学气相沉积法中沉积的大量硅粉作为填装性能良好的原料硅块的直接原料，扩大了太阳能硅电池和半导体芯片的原料来源，使得原来应用困难的硅粉成为太阳能电池和半导体芯片的初始原料的重要来源，这在当前硅原料紧缺的情况下，意义非凡。
相比较而言，采用US7,175,685的干压技术尽管能得到密度高于松装硅粉的高密度的硅块，但抗压参数不理想导致将该硅块在从模具中取出，运输，放入单晶炉或多晶炉过程中容易扬起硅粉尘或硅块断裂，可见US7,175,685的干压技术不能完全解决硅粉尘扬起或硅块断裂的技术问题。
具体实施方式
实施例1、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.99％；且该原料硅块的抗压参数为0.1MPa。
实施例2、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.993％；且该原料硅块的抗压参数为0.3MPa。
实施例3、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.996％；且该原料硅块的抗压参数为0.5MPa。
实施例4、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.999％；且该原料硅块的抗压参数为1MPa。
实施例5、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.9993％；且该原料硅块的抗压参数为3MPa。
实施例6、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.9996％；且该原料硅块的抗压参数为5MPa。
实施例7、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.9999％；且该原料硅块的抗压参数为8MPa。
实施例8、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.99993％；且该原料硅块的抗压参数为10MPa。
实施例9、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.99996％；且该原料硅块的抗压参数为20MPa。
实施例10、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.99999％；且该原料硅块的抗压参数为30MPa。
实施例11、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.999999％；且该原料硅块的抗压参数为40MPa。
实施例12、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度为99.9999999％；且该原料硅块的抗压参数为50MPa。
实施例13、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的纯度在99.99％-99.9999999％；且该原料硅块的抗压参数为0.1-50MPa，放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生长的初始原料。其余同实施例1-12中的任意一个实施例。
实施例14、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为0.8克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例15、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为0.9克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例16、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.0克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例17、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.1克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例18、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.2克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例19、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.3克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例20、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.4克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例21、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.5克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例22、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.6克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例23、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.7克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例24、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.8克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例25、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为1.9克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例26、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为2.0克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例27、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为2.1克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例28、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度为2.2克/立方厘米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例29、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为0.1微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例30、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为0.5微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例31、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为0.8微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例32、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为1微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例33、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为5微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例34、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为7微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例35、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为10微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例36、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为20微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例37、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为30微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例38、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为40微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例39、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为50微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例40、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为80微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例41、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为100微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例42、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为200微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例43、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为300微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例44、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为400微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例45、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为500微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例46、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为600微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例47、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为700微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例48、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为800微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例49、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为900微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例50、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径为1000微米。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例51、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为18％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例52、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为17％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例53、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为16％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例54、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为15％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例55、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为14％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例56、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为13％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例57、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为12％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例58、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为11％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例59、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为10％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例60、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为9％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例61、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为8％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例62、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为7％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例63、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为6％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例64、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为5％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例65、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为4％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例66、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为3％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例67、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为2％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例68、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为1％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例69、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为0.5％。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例70、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度为0。其余同实施例1-13中的任意一个实施例。
实施例71、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块由硅粉经过等静压方法处理而得。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例72、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块由西门子法中沉积的硅粉经过等静压方法处理而得。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例73、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块由硅烷热分解法中沉积的硅粉经过等静压方法处理而得。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例74、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块由四氯化硅氢还原法中沉积的硅粉经过等静压方法处理而得。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例75、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块由化学气相沉积法中沉积的硅粉经过等静压方法处理而得。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例76、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：等静工作压力参数为100MPa。其余同实施例71-75中的任意一个实施例。
实施例77、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：等静工作压力参数为200MPa。其余同实施例71-75中的任意一个实施例。
实施例78、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：等静工作压力参数为300MPa。其余同实施例71-75中的任意一个实施例。
实施例79、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：等静工作压力参数为400MPa。其余同实施例71-75中的任意一个实施例。
实施例80、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：等静工作压力参数为500MPa。其余同实施例71-75中的任意一个实施例。
实施例81、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：等静工作压力参数为600MPa。其余同实施例71-75中的任意一个实施例。
实施例82、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：等静工作压力参数为700MPa。其余同实施例71-75中的任意一个实施例。
实施例83、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：等静工作压力参数为800MPa。其余同实施例71-75中的任意一个实施例。
实施例84、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该原料硅块的微观结构与经过融熔的硅锭的微观结构或普通干压法得到的原料硅块的微观结构不一样。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例85、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用烧结成型方法而得，步骤如下：(1)将硅粉或硅小块、粘结剂按100∶0-2.1的重量比混合，球磨2～24小时至均匀，真空脱气；粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇，粘结剂在使用的时候按聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇的重量的5倍加乙醇溶解均匀再洒入硅粉或硅小块中；(2)将上一步骤中得的混合物放入容器中，保持温度在100-120℃，100-300MPa加压后，在600-1400℃温度条件下烧结2-4小时，并抽真空或氩气保护状态下排除粘结剂，冷却到室温，即得到填装性能良好的原料硅块。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例86、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列步骤而得：将硅粉或硅小块放入套有底座的圆筒型中模中，套上导向模；圆筒型中模的圆周外套有加热夹层，加热夹层中装有导热油；导向模对应有冲压件；保持温度在400-1400℃，10-800MPa加压0.1-1小时，冷却到室温，取出压完的块状物，即得到填装性能良好的原料硅块。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例87、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列方法而得，步骤如下：
(1)将硅粉或硅小块、粘结剂按100∶0.5的重量比混合，球磨2～24小时至均匀，真空脱气；粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇，粘结剂在使用的时候按聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇的重量的5倍加乙醇溶解均匀再洒入硅粉或硅小块中；
(2)将上一步骤中得的混合物置于套有底座的圆筒型中模中，套上导向模；圆筒型中模的圆周外套有加热夹层，加热夹层中装有导热油；导向模对应有冲压件；保持温度在500-800℃，30-50MPa加压0.1-0.5小时，冷却到室温，取出压完的块状物，在600-1400℃温度条件下抽真空或氩气保护状态下排除粘结剂至粘结剂残留量为块状物总重量的0-0.0001％，再冷却到室温，即得到填装性能良好的原料硅块。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例88、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列方法而得，步骤如下：按重量比100∶0-10.0向硅粉或硅小块中加入粘结剂，混合均匀后再装入软质包装材料的容器中；粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇，粘结剂在使用的时候按聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇的重量的5倍加乙醇溶解均匀再洒入硅粉或硅小块中。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例89、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例90、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为10-800MPa；加压时间为5-60分钟，保持温度在25-1400℃；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例91、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为10-500MPa；加压时间为5-60分钟，保持温度在0-500℃；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块；
(6)将填装性能良好的原料硅块放入密封袋中保存待用；
(7)打开密封袋，将填装性能良好的原料硅块放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生产。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例92、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：将来源于西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法的新鲜硅粉在144小时内送入等静设备中完成等静压。其余同实施例89-91中的任意一个实施例。
实施例93、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将来源于西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法生产线的新鲜硅粉或硅小块取下好，在2小时内放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为150MPa；加压时间为20分钟，在室温下进行等静压；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块；
(6)将填装性能良好的原料硅块放入密封袋中保存待用；
(7)打开密封袋，将填装性能良好的原料硅块放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生产。其余同实施例89-91中的任意一个实施例。
经过测量，所得到的原料硅块的抗压参数为3MPa。其松装密度在1.83克/立方厘米。因为加压范围为150MPa；加压时间为20分钟对设备的要求温和。是本发明的最佳的实施方案。
实施例94、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为300MPa；加压时间为30分钟，保持温度在30℃；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块；
(6)将填装性能良好的原料硅块放入密封袋中保存待用；
(7)打开密封袋，将填装性能良好的原料硅块放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生产。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例95、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列步骤而得：将硅粉或硅小块放入套有底座的圆筒型中模中，套上导向模；圆筒型中模的圆周外套有加热夹层，加热夹层中装有导热油；导向模对应有冲压件；保持温度在800℃，500MPa加压0.7小时，冷却到室温，取出压完的块状物，即得到填装性能良好的原料硅块。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例96、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其中：该填装性能良好的原料硅块采用下列方法而得，步骤如下：
(1)将硅粉或硅小块、粘结剂按100∶0.5的重量比混合，球磨5小时至均匀，真空脱气；粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇，粘结剂在使用的时候按聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇的重量的5倍加乙醇溶解均匀再洒入硅粉或硅小块中；
(2)将上一步骤中得的混合物置于套有底座的圆筒型中模中，套上导向模；圆筒型中模的圆周外套有加热夹层，加热夹层中装有导热油；导向模对应有冲压件；保持温度在600℃，50MPa加压0.3小时，冷却到室温，取出压完的块状物，在900℃温度条件下抽真空或氩气保护状态下排除粘结剂至粘结剂残留量为块状物总重量的0.0001％，再冷却到室温，即得到填装性能良好的原料硅块。其余同实施例1-70中的任意一个实施例。
实施例97、填装性能良好的原料硅块的制备方法，其中：采用等压静压方法，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法或其它化学气相沉积法产生的颗粒直径在35微米，纯度在99.99999％的硅粉20000克放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为150MPa；加压时间为8分钟，液体介质不加热；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得当填装性能良好的原料硅块。
从填装性能良好的原料硅块中切割样品，测量样品的抗压参数为3MPa。从20000克的原料硅块上任意选择七个样品分别测量密度，密度分布范围为1.79-1.81克/立方厘米，其平均密度为1.802克/立方厘米。
实施例98、填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用：将实施例97提供的填装性能良好的原料硅块放入密封袋中保存待用；打开密封袋，将填装性能良好的原料硅块放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生产。
其余系列实施例：
本发明还可以采用实施例1-83中任意实施例提供的工艺参数替换实施例97的工艺参数，进行各种组合。
Claims (27)
1、一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块的纯度在99.99％-99.9999999％；且该原料硅块的抗压参数为0.1-50MPa。
2、一种填装性能良好的原料硅块作为硅晶体生长的初始原料中的应用，其特征在于：该原料硅块的纯度在99.99％-99.9999999％；且该原料硅块的抗压参数为0.1-50MPa。
3、根据权利要求1所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块的纯度在99.99％-99.9999999％；且该原料硅块的抗压参数为0.1-50MPa，放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生长的初始原料。
4、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块密度为0.8-2.20克/立方厘米。
5、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块密度为1.2-2.0克/立方厘米。
6、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块密度为1.5-2.0克/立方厘米。
7、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块的抗压参数为0.2-30MPa。
8、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：0.3-15MPa。
9、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径在0.1微米-1000微米。
10、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块所采用的硅粉原料的颗粒直径在1微米-100微米。
11、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-18％。
12、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-15％。
13、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-10％。
14、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-8％。
15、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-5％。
16、根据权利要求1或3所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块密度均匀，密度均匀表现在该硅块的任意截面上的任意两点的密度相差幅度在0-3％。
17、根据权利要求1、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16中任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该填装性能良好的原料硅块由硅粉经过等静压方法处理而得。
18、根据权利要求1、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16中任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该填装性能良好的原料硅块由西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法或其它化学气相沉积法中沉积的硅粉经过等静压方法处理而得。
19、根据权利要求17或18中任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：等静工作压力参数为100-800MPa。
20、根据权利要求1-16中任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该原料硅块的微观结构与经过融熔的硅锭的微观结构或普通干压法得到的原料硅块的微观结构不一样。
21、根据权利要求1-16中任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该填装性能良好的原料硅块采用烧结成型方法而得，步骤如下：(1)将硅粉或硅小块、粘结剂按100∶0-2.1的重量比混合，球磨2～24小时至均匀，真空脱气；粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇，粘结剂在使用的时候按聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇的重量的5倍加乙醇溶解均匀再洒入硅粉或硅小块中；(2)将上一步骤中得的混合物放入容器中，保持温度在100-120℃，100-300MPa加压后，在600-1400℃温度条件下烧结2-4小时，并抽真空或惰性气体保护状态下排除粘结剂，冷却到室温，即得到填装性能良好的原料硅块。
22、根据权利要求1-16中任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该填装性能良好的原料硅块采用下列方法而得，步骤如下：按重量比100∶0-10.0向硅粉或硅小块中加入粘结剂，混合均匀后再装入软质包装材料的容器中；粘结剂为聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇，粘结剂在使用的时候按聚乙烯醇或聚乙烯缩丁醛或聚乙二醇的重量的5倍加乙醇溶解均匀再洒入硅粉或硅小块中。
23、根据权利要求1-16中任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块。
24、根据权利要求1-16中任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为10-800MPa；加压时间为5-60分钟，保持温度在25-1400℃；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块。
25、根据权利要求1-16中任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：该填装性能良好的原料硅块采用下列等静压方法而得，步骤如下：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将硅粉或硅小块放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为10-500MPa；加压时间为5-60分钟，保持温度在0-500℃；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块；
(6)将填装性能良好的原料硅块放入密封袋中保存待用；
(7)打开密封袋，将填装性能良好的原料硅块放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生产。
26、根据权利要求23或24或25所述的任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：将来源于西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法的新鲜硅粉在144小时内送入等静设备中完成等静压。
27、根据权利要求23或24或25所述的任意一项所述的一种填装性能良好的原料硅块在单晶炉或多晶炉中的应用，其特征在于：
(1)取软质包装材料做成容器；
(2)将来源于西门子法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法生产线的新鲜硅粉或硅小块取下好，在2小时内放入软质包装材料的容器中；加盖密封；
(3)将上一步骤中密封好的装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器置于液体介质中；
(4)压力机对放置了装有硅粉或硅小块的软质包装材料的容器的液体介质加压，加压范围为150MPa；加压时间为20分钟，在室温下进行等静压；
(5)停止加压，取出容器中的物料即得到填装性能良好的原料硅块；
(6)将填装性能良好的原料硅块放入密封袋中保存待用；
(7)打开密封袋，将填装性能良好的原料硅块放入单晶炉或多晶炉中，用于硅晶体生产。
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