CN104641009A - 纯化铝的方法及经纯化的铝用于纯化硅的用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供纯化铝的方法，和/或经纯化的铝作为溶剂金属来纯化硅的用途。

Description

纯化铝的方法及经纯化的铝用于纯化硅的用途

相关申请

本申请要求于2012年6月25日提交的美国临时申请61/663,871号的优先权之权益，其通过引用全部并入本文。

背景技术

太阳能电池目前通过利用其将日光转换为电能的能力而用作能源。几乎仅使用硅作为这类光伏电池的半导体材料。目前对使用太阳能电池的明显限制与将硅纯化至太阳能级(SG)的成本有关。考虑到当前的能量需求和供应限制，对将冶金级(MG)硅(或较太阳能级有更多杂质的任何其他硅)纯化至太阳能级硅的更有成本效率的方式存在着巨大需求。

企业和研究团队已经致力于制造品质改善的冶金级(UMG)硅。这些方法中的许多方法受到限制，因为它们难以降低硼的量。例如，通过铝溶剂纯化硅的方法最终受所使用的铝的纯度限制。铝中天然存在的硼的量相对低，并且可以在初级生产者位置处从大量铸件中筛选出来。这通常可以提供硼含量在0.6ppmw范围的铝。尽管这足以生产0.4ppmw范围的硅晶体，但是该硼水平仍被认为过高而不能生产不受降低的击穿电压影响的太阳能电池。可进一步改善下游的硼含量，但是该方法出现其自身的挑战。

附图说明

图1示出了纯化铝的方法的方框流程图。

图2示出了纯化硅的方法的方框流程图。

图3示出了纯化铝的方法的方框流程图。

发明内容

本发明提供用于纯化铝的方法。该方法包括：(a)由铝和选自钛、钒、锆、铬及其组合的金属添加剂形成熔融液体；(b)使得在熔融液体中形成杂质，其中所述杂质包含金属添加剂和硼的反应产物；(c)任选地从熔融液体中去除至少一部分杂质；(d)冷却熔融液体以形成凝固的铝；和(e)任选地去除包含至少一部分杂质的一部分凝固的铝；其中，进行所述任选步骤中的至少一个以提供经纯化的铝。

本发明还提供用于纯化铝的方法。该方法包括：(a)由铝和钛形成熔融液体；(b)使得在熔融液体中形成杂质，其中所述杂质包含钛和硼的反应产物；(c)任选地从熔融液体中去除至少一部分杂质；(d)冷却熔融液体以形成凝固的铝；和(e)任选地去除包含至少一部分杂质的一部分凝固的铝；其中，进行所述任选步骤中的至少一个以提供经纯化的铝。

本发明还提供用于纯化硅的方法。该方法包括：(a)由硅和铝形成熔融液体，其中，铝包含小于约0.55ppmw的硼；(b)冷却熔融液体以形成硅晶体和母液；和(c)分离硅晶体和母液。

本文所述的方法采用反应化学以实现铝的硼水平降低。如此，金属添加剂(例如钛)与硼反应以形成含硼的杂质(例如TiB₂颗粒)。如果用金属添加剂(例如钛)处理铝熔池，则可以形成含硼的杂质(例如TiB₂颗粒)，并且该含硼的杂质可以与大部分铝物理地分离。例如，含硼的杂质(例如TiB₂颗粒)可以沉降到该池的底部，然后可以与大部分铝物理地分离。这可以有效地降低铝中硼的水平，例如降低至低于约0.2ppmw。该硼降低对随后的纯化硅的方法的影响可以立即体现出来。据认为，对太阳能电池不存在副作用，同样地，这在利用金属添加剂(例如钛)来去除硼方面表现出额外的优点。最终硅晶体中的最终硼水平由此可以得到降低，而当在随后的硅纯化方法步骤中存在时不引入具有负面性质的杂质。

本发明提供纯化铝的方法，和/或经纯化的铝作为溶剂金属来纯化硅的用途。利用这样的方法，可以获得经纯化的材料(例如铝和/或硅)，所述经纯化的材料具有相对少量的硼。可以在经纯化的材料中获得更一致(consistent)浓度的杂质。可以获得具有更一致(consistent)品质的经纯化的 材料。可以获得可用于产生更高品质的产品的经纯化的硅晶体的生产。该方法可以以相对有成本效率的方式来进行，同时利用相对有成本效率的材料。在纯化铝的过程中可以引入物质(例如金属添加剂，如钛)，其中所述物质对太阳能电池没有任何明显的或可观的副作用。在纯化铝的过程中可以形成物质(例如含硼的物质，如TiB₂)，其中未去除的任何剩余量的所述物质对太阳能电池没有任何明显的或可观的副作用。可以采用较不纯的起始铝作为硅纯化中的溶剂金属。使用较不纯的起始铝的能力可以降低成本，并获得更大的原料供应。由此可以以相对有成本效率的方式完成经纯化的硅晶体的生产。

具体实施方式

以下详细描述包括附图参考，所述附图形成详细描述的一部分。举例来说，附图显示其中可以实施本发明的具体实施方案。对在本文中也被称为“实例”的这些实施方案进行充分详细地描述，以使得本领域技术人员能够实施本发明。实施方案可以组合，可以采用其他实施方案，或者可以在不背离本发明的范围的情况下进行结构和逻辑改变。因此，以下详细描述不应认为是限制意义的，本发明的范围由所附权利要求及其等同物来限定。

在该文件中，术语“一(a或an)”用于包括一个或多于一个，而术语“或”用于指无排他性的“或”，除非另外指明。另外，应理解，本文中采用且没有另外定义的措辞或用词仅用于说明的目的，而不是用于限制的目的。此外，本文件中提及的全部公开、专利和专利文件都通过引用全部并入，如同通过引用单独并入。在本文件与通过引用并入的那些文件之间的用法不一致的情况下，在并入的参考文件中的用法应当被认为是本文件中用法的补充，对于矛盾的不一致，以本文件中的用法为准。

在本文所述的制造方法中，在不背离本发明的原则的情况下，可以以任意顺序来进行步骤，除非明确地记载了时间顺序或操作顺序。权利要求中意指首先进行一个步骤、然后进行多个其他步骤的记载应认为表示在任何其他步骤之前进行第一步骤，但是可以以任意合适的 顺序进行其他步骤，除非在其他步骤内进一步记载了顺序。例如，记载“步骤A、步骤B、步骤C、步骤D和步骤E”的权利要求要素应解释为表示首先进行步骤A、最后进行步骤E，可以在步骤A和步骤E之间以任意顺序进行步骤B、C和D，并且该顺序仍落入要求保护的方法的字面范围内。也可以重复给定的步骤或步骤的子集。

此外，可以同时进行指定步骤，除非明确的权利要求语言记载了它们单独地进行。例如，可以在单个操作内同时执行要求保护的进行X的步骤和要求保护的进行Y的步骤，并且所得到的方法会落入要求保护的方法的字面范围内。

定义

如本文使用的，“纯化”是指所关注的物质与一种或多种外来物质或污染物质的物理分离。与此相比，“杂质”是指不期望的一种或多种外来物质或污染物质。

如本文使用的，“熔融物(molten)”或“熔融液体”是指熔化的或一起熔化的一种或多种物质。

如本文使用的，“熔化”是指将一种或多种固体物质加热至它们变成液体的温度点(称为熔点)或高于该温度点的过程。同样地，“熔化”是指物质当暴露于足够的热量时从固体变成液体。

如本文使用的，“铝”是指具有符号Al和原子序数13的化学元素。该术语包括金属铝或元素铝(Al⁰)，或其合金。铝一般会用作溶剂金属。

如本文使用的，“溶剂金属”是指在加热时可以有效地溶解硅从而生成熔融液体的一种或多种金属或其合金。合适的示例性溶剂金属包括例如铝或其合金，以及任选地包括铜、锡、锌、锑、银、铋、镉、镓、铟、镁、铅及其合金中的至少一种。

如本文使用的，“合金”是指两种或更多种元素的均匀混合物，所述两种或更多种元素中的至少一种是金属，并且所得到的材料具有金属性质。所得到的金属物质通常具有与其组分的性质不同(有时明显不同)的性质。

如本文使用的，“钛”是指具有符号Ti和原子序数22的化学元素。 该术语包括金属钛或元素钛(Ti⁰)，及其合金。钛一般用于通过与含硼的杂质络合来从溶剂金属(例如铝)中去除硼。

如本文使用的，“钒”是指具有符号V和原子序数23的化学元素。该术语包括金属钒或元素钒(V⁰)，及其合金。钒一般用于通过与含硼的杂质络合或反应来从溶剂金属(例如铝)中去除硼。

如本文使用的，“锆”是指具有符号Zr和原子序数40的化学元素。该术语包括金属锆或元素锆(Zr⁰)，及其合金。锆一般用于通过与含硼的杂质络合或反应来从溶剂金属(例如铝)中去除硼。

如本文使用的，“铬”是指具有符号Cr和原子序数24的化学元素。该术语包括金属铬或元素铬(Cr⁰)，及其合金。铬一般用于通过与含硼的杂质络合或反应来从溶剂金属(例如铝)中去除硼。

如本文使用的，“反应产物”是指通过两种或更多种物质的化学反应形成的化合物。钛和硼的示例性反应产物包括二硼化钛(TiB₂)。

如本文使用的，“配位络合物”、“金属络合物”或“络合物”是指与周围一组分子或阴离子(包括，例如硼)(其转而被称为配体或络合剂)键合的原子或离子(通常是金属，例如钛、钒、锆或铬)。许多含金属的化合物由配位络合物构成。

如本文使用的，“凝固”是指将一种或多种液体物质(例如熔融液体)冷却至低于它们变成固体的温度点(称为熔点)的过程。同样地，“凝固”是指物质当冷却时从液体变成固体。

如本文使用的，“去除”是指将一种物质与另一种物质分离(例如从混合物中去除固体或液体)的过程，或者将一部分物质与另一部分物质分离(例如将一部分固体从另一部分固体中去除)的过程。该过程可以采用本领域技术人员已知的任何技术，例如倾析混合物、从混合物中撇去一种或多种液体、离心混合物、从混合物中过滤出固体、切割固体以去除其一部分，或其组合。

如本文使用的，“硼”是指具有符号B和原子序数5的化学元素。该术语包括含有硼的化合物(即包含B³⁺、B²⁺或B⁺的含硼化合物)及其组合。

如本文使用的，“硅”是指具有符号Si和原子序数14的化学元素。 该术语包括金属硅或元素硅(Si⁰)，或其合金。

如本文使用的，“冶金级硅”是指相对纯(例如至少约96.0重量％)的硅。

如本文使用的，“晶态”包括在固体中的原子的规则几何排布。同样地，“硅晶体”是指固体状态的具有硅原子的规则几何排布的硅。

如本文使用的，“接触”是指触摸、使其接触的行为或使物质直接相邻的行为。

如本文使用的，“倾析”包括倾倒流体，留下沉积物或沉淀物，从而使流体与沉积物或沉淀物分离。

如本文使用的，“过滤”是指通过使物料流穿过诸如陶瓷膜或金属膜的多孔板来将固体与液体分离的机械过程，所述诸如陶瓷膜或金属膜的多孔板保留固体并允许液体穿过。这可以通过重力、压力或真空(抽吸)来完成。过滤有效地将沉积物和/或沉淀物与液体分离。

参照图1，根据一些实施方案，示出了用于纯化铝的方法的方框流程图100的实例。通过加热104铝101和金属添加剂102来形成熔融液体106。可以从熔融液体106中任选地去除杂质108来提供经纯化的熔融物110。冷却112熔融液体106或经纯化的熔融物110来提供凝固的铝114。可以将一部分凝固的铝114任选地去除116来提供经纯化的固体铝118。

通过加热104铝101和金属添加剂102来形成熔融液体106。进行铝101和金属添加剂102的加热，以达到会有效地形成熔融液体106的温度。例如，该温度可以是至少约650℃。

可以采用任何适量的金属添加剂102，只要金属添加剂102的量有效地使杂质可有效地从熔融液体106中去除。例如，相对于铝101，可以采用至少约200ppmw的金属添加剂102。

金属添加剂102一般会用于从溶剂金属(例如铝101)中去除杂质(例如含硼的杂质)。同样地，可以从硼中纯化铝101，使得从铝101中去除至少一些硼。例如，铝101可以包含至少约0.30ppmw的硼。

含硼的杂质一般会包含金属添加剂102和硼的反应产物，例如二硼化钛(TiB₂)。额外的杂质包含由金属添加剂、硼和熔融液体中存在的 或与熔融液体接触的额外物质的反应产物形成的那些杂质。额外的杂质包含由硼和熔融液体中存在的或与熔融液体接触的额外物质的反应产物形成的那些杂质，其中通过金属添加剂102来催化反应产物的生成，或者通过与金属添加剂102配位来生成反应产物。熔融液体中存在的或与熔融液体接触的示例性物质包括例如氧。

在铝101中，铝101和金属添加剂102可以一起存在。在这种实施方案中，铝101会包含明显且可观的量的金属添加剂102。可替代地，可以同时地或相继地分别添加铝101和金属添加剂102。在这种实施方案中，熔融液体106可以由铝101形成，然后可以添加金属添加剂102。可替代地，熔融液体106可以由金属添加剂102形成，然后可以添加铝101。可替代地，熔融液体106可以由铝101和金属添加剂102形成，然后可以将其一起加热。以如上所述的任何合适的方式，通过加热104铝101和金属添加剂102来形成熔融液体106。

使得在熔融液体106中形成杂质，其中可以将所述杂质任选地去除108。在具体实施方案中，杂质会朝包含熔融液体106的容器的底部移动。在这种实施方案中，可以例如通过倾析或过滤任选地去除杂质108。

使得在熔融液体106中形成杂质。应了解，冶金化学领域的技术人员理解在熔融液体106中形成杂质的过程中，不产生物质(matter)。反而，熔融液体106中存在的至少一部分的含硼的杂质(来自铝101)会在熔融液体106中络合。这些含硼的杂质会转变成可以任选地从熔融液体106中去除的新的含硼的杂质(例如金属添加剂和硼的反应产物)。

在具体实施方案中，进行从熔融液体106中去除至少一部分杂质的任选步骤108。在可替代的具体实施方案中，不进行从熔融液体106中去除至少一部分杂质的任选步骤108。

可以冷却112熔融液体106以形成凝固的铝114。可替代地，可以冷却112经纯化的熔融物110以形成凝固的铝114。冷却112可以以任何合适的方式来进行，只要获得凝固的铝114即可。例如，冷却112可以在约室温(约20℃)下长时间进行。

在冷却112时，可以将一部分凝固的铝114任选地去除116。在其中杂质会朝包含熔融液体106的容器的底部移动的具体实施方案中，可以去除凝固的铝114的底部部分(即凝固的铝114的包含大量杂质的部分)。可以通过任何合适的手段来去除凝固的铝114的所述部分。例如，可以例如通过切割凝固的铝114来机械地去除凝固的铝114的所述部分。

可替代地，在其中杂质会朝包含熔融液体106的容器的侧面移动的具体实施方案中，可以去除凝固的铝114的侧面部分(即凝固的铝114的包含大量杂质的部分)。可以例如通过旋转或离心包含熔融液体106的容器来完成使杂质朝包含熔融液体106的容器的侧面移动。

可替代地，在其中杂质会朝包含熔融液体106的容器的顶部移动的具体实施方案中，可以去除凝固的铝114的顶部部分(即凝固的铝114的包含大量杂质的部分)。可以例如通过向熔融液体106引入会使杂质漂浮或上升到熔融液体106表面的物质来完成使杂质朝包含熔融液体106的容器的顶部移动。

在具体实施方案中，进行去除一部分凝固的铝的任选步骤116。在可替代的具体实施方案中，不进行去除一部分凝固的铝的任选步骤116。

在具体实施方案中，进行从熔融液体中去除至少一部分杂质的任选步骤108，并进行去除一部分凝固的铝的任选步骤116。

在具体实施方案中，用于纯化铝的方法100可以进行一次。在可替代的具体实施方案中，用于纯化铝的方法100可以进行两次或更多次(例如2、3或4次)。

用于纯化铝的方法100提供与起始铝101相比相对纯的经纯化的固体铝118。然后可以使用该经纯化的固体铝118，例如作为用于纯化硅的溶剂金属(参见图2)。例如，用于纯化铝的方法100提供从硼中纯化的经纯化的固体铝118，使得从起始铝101中去除至少一部分硼。同样地，可以去除起始铝101中存在的明显且可观的量的硼以提供经纯化的固体铝118。

参照图3，根据一些实施方案，示出了用于纯化铝的方法的方框 流程图300的实例。通过加热304铝301和钛302来形成熔融液体306。可以从熔融液体306中任选地去除杂质308来提供经纯化的熔融物310。冷却312熔融液体306或经纯化的熔融物310来提供凝固的铝314。可以将一部分凝固的铝314任选地去除316来提供经纯化的固体铝318。

通过加热304铝301和钛302来形成熔融液体306。进行铝301和钛302的加热，以达到会有效地形成熔融液体306的温度。例如，该温度可以是至少约650℃。

可以采用任何适量的钛302，只要钛302的量有效地使杂质可有效地从熔融液体306中去除。例如，相对于铝301，可以采用至少约200ppmw的钛302。

钛302一般会用于从溶剂金属(例如铝301)中去除杂质(例如含硼的杂质)。同样地，可以从硼中纯化铝301，使得从铝301中去除至少一些硼。例如，铝301可以包含至少约0.30ppmw的硼。

含硼的杂质一般会包括钛302和硼的反应产物，例如二硼化钛(TiB₂)。额外的杂质包含由钛、硼和熔融液体中存在的或与熔融液体接触的额外物质的反应产物形成的那些杂质。额外的杂质包含由硼和熔融液体中存在的或与熔融液体接触的额外物质的反应产物形成的那些杂质，其中通过钛302来催化反应产物的生成，或者通过与钛302配位来生成反应产物。熔融液体中存在的或与熔融液体接触的示例性物质包括例如氧。

在铝301中，铝301和钛302可以一起存在。在这种实施方案中，铝301会包含明显且可观的量的钛302。可替代地，可以同时地或相继地分别添加铝301和钛302。在这种实施方案中，熔融液体306可以由铝301形成，然后可以添加钛302。可替代地，熔融液体306可以由钛302形成，然后可以添加铝301。可替代地，熔融液体306可以由铝301和钛302形成，然后可以将其一起加热。以如上所述的任何合适的方式，通过加热304铝301和钛302来形成熔融液体306。

使得在熔融液体306中形成杂质，其中可以将所述杂质任选地去除308。在具体实施方案中，杂质会朝包含熔融液体306的容器的底 部移动。在这种实施方案中，可以例如通过倾析或过滤任选地去除杂质308。

使得在熔融液体306中形成杂质。应了解，冶金化学领域的技术人员理解在熔融液体306中形成杂质的过程中，不产生物质。反而，熔融液体306中存在的至少一部分的含硼的杂质(来自铝301)会在熔融液体306中络合。这些含硼的杂质会转变成可以任选地从熔融液体306中去除的新的含硼的杂质(例如钛和硼的反应产物)。

在具体实施方案中，进行从熔融液体306中去除至少一部分杂质的任选步骤308。在可替代的具体实施方案中，不进行从熔融液体306中去除至少一部分杂质的任选步骤308。

可以冷却312熔融液体306以形成凝固的铝314。可替代地，可以冷却312经纯化的熔融物310以形成凝固的铝314。冷却312可以以任何合适的方式来进行，只要获得凝固的铝314即可。例如，冷却312可以在约室温(约20℃)下长时间进行。

在冷却312时，可以将一部分凝固的铝314任选地去除316。在其中杂质会朝包含熔融液体306的容器的底部移动的那些具体实施方案中，可以去除凝固的铝314的底部部分(即凝固的铝314的包含大量杂质的部分)。可以通过任何合适的手段来去除凝固的铝314的所述部分。例如，可以例如通过切割凝固的铝314来机械地去除凝固的铝314的所述部分。

可替代地，在其中杂质会朝包含熔融液体306的容器的侧面移动的那些具体实施方案中，可以去除凝固的铝314的侧面部分(即凝固的铝314的包含大量杂质的部分)。可以例如通过旋转或离心包含熔融液体306的容器来完成使杂质朝包含熔融液体306的容器的侧面移动。

可替代地，在其中杂质会朝包含熔融液体306的容器的顶部移动的那些具体实施方案中，可以去除凝固的铝314的顶部部分(即凝固的铝314的包含大量杂质的部分)。可以例如通过向熔融液体306引入会使杂质漂浮或上升到熔融液体306表面的物质来完成使杂质朝包含熔融液体306的容器的顶部移动。

在具体实施方案中，进行去除一部分凝固的铝的任选步骤316。 在可替代的具体实施方案中，不进行去除一部分凝固的铝的任选步骤316。

在具体实施方案中，进行从熔融液体中去除至少一部分杂质的任选步骤308，并进行去除一部分凝固的铝的任选步骤316。

在具体实施方案中，用于纯化铝的方法300可以进行一次。在可替代的实施方案中，用于纯化铝的方法300可以进行两次或更多次(例如2、3或4次)。

用于纯化铝的方法300提供与起始铝301相比相对纯的经纯化的固体铝318。然后可以使用该经纯化的固体铝318，例如作为用于纯化硅的溶剂金属(参见图2)。例如，用于纯化铝的方法300提供从硼中纯化的经纯化的固体铝318，使得从起始铝301中去除至少一部分硼。同样地，可以去除起始铝301中存在的明显且可观的量的硼以提供经纯化的固体铝318。

参照图2，根据一些实施方案，示出了用于纯化硅的方法的方框流程图200的实例。熔融液体206由硅201和铝202形成。冷却208熔融液体206以提供硅晶体和母液210。分离硅晶体和母液210以提供硅晶体214和母液216。

熔融液体206由硅201和铝202形成。进行铝202和硅201的加热204，以达到会有效地形成熔融液体206的温度。例如，可以进行铝202和硅202的加热204，以达到至少约1420℃的温度。 

用于处理的硅201可以由多种来源产生。例如，硅201可以是来自制造太阳能电池板、半导体晶片或成形锭块的丢弃或废弃的硅。通常硅201是浆料的一部分。浆料可以包含水、聚乙二醇(PEG)、碳化硅、铁、铝、钙、铜和其他污染物。可以从浆料中移除(例如分离)硅201，并将其干燥以去除过量的水。可以通过离心、沉降或其他方法使粉末与浆料分离。向浆料添加水可以降低比重以有助于改善沉降或离心。例如，硅201可以例如通过进行酸处理来进行进一步的处理以去除污染物。例如，可以使用盐酸将硅粉末表面的金属(诸如铁)溶解掉。可以使用氢氟酸、盐酸、硝酸或其组合来将粉末表面的二氧化硅溶解掉，或溶解粉末的表面。可替代地，可以使用氢氧化钾、氢氧化钠或其组 合来溶解粉末的表面。还可以用磁性分离方法来处理粉末以去除铁和其他磁性成分。

可替代地，在具体实施方案中，采用的硅201可以是在之前的纯化过程中获得的硅晶体214。具体地，用于纯化硅的方法200可以提供硅晶体214。然后，可以在随后的用于纯化硅的方法200中采用这些硅晶体214(作为硅201)。这可以进行一次或多次(例如2、3或4次)。

具体地，硅201可以包括冶金级(MG)硅。可替代地，硅201可以具有低于冶金级(MG)硅的等级或品质。采用较不纯的硅(例如具有低于冶金级(MG)硅的等级或品质的硅)可以提供成本节约性，以及允许使用原来不可行或无实用性的硅。

熔融液体206可以由硅201和铝202形成。可以在浸没条件下加热204硅201，从而限制或防止硅201与氧化的环境接触。通过限制这种与氧的接触，硅201具有较少的机会反应以形成不期望的产物二氧化硅。例如，通过在熔化过程中浸没硅201，不需要昂贵和复杂的步骤，例如不得不使用真空或惰性气氛。另外，在使硅201与铝接触之前，可以用酸处理、磁性分离、真空熔化、干燥或其组合来预处理硅201。这些步骤中的一种或多种可以有利于去除污染物，例如铁。

熔融液体206可以由硅201和铝202形成，例如通过使用旋转脱气装置、熔融金属泵、旋转炉供给到涡流中，或通过诱导电流。硅201可以是基本上干燥的，并始终供给到涡流中，从而限制其与氧的接触。可以例如通过将混合器设置设定为用于高剪切，从而将硅201剪成单独的颗粒(grains)。熔化可以在熔池中在浸没条件下发生。例如，该池可以低于液相线温度并高于固相线温度，从而由于该池的粘度增加而更容易地对粉末进行更多剪切，并更容易地使粉末保持浸没在该池中。炉耐火材料可以是具有较低污染的，例如通过使该材料几乎没有磷或硼或不具有磷或硼。熔融石英和/或熔融氧化铝可以是可接受的耐火材料的实例。相似地，当使用旋转脱气装置或熔融金属泵时，可以在几乎没有磷或硼的情况下制造它们以使污染最小化。

可以利用熔体湍流来保持硅201和铝202被浸没。熔化可以在混合的条件下发生，其中温度保持高于固相线温度。熔化提供熔融液体206。

硅201和溶剂金属(例如铝202)可以分别以任何合适的量或比例存在，只要可以有效地形成熔融液体206(在加热204后)即可。例如，可以采用约20重量％至约50重量％的硅201，可以采用约50重量％至约80重量％的铝作为溶剂金属。利用硅废物流，硅201可以以约20重量％至约90重量％或更多的量存在。那么，可以以例如小于约10重量％至约80重量％的比例来采用铝202作为溶剂金属。硅201可以用作仅有的硅源，或者可以用作一定比例的添加到方法中的硅。通过改变在方法中使用的硅的量和类型，可以改变或控制所得到的经纯化的硅的化学性质。

铝202一般会用作溶剂金属，以从硅201中去除杂质。利用相对纯的(同时是相对昂贵的)铝202一般是有利的，尤其是在太阳能工业中。同样地，在纯化硅的方法中采用的铝202可以是如本文所述的经纯化的固体铝118(参见图1或图3)。例如，铝202可以包含最多约0.75ppmw的硼。

铝202和硅201可以一起存在。具体地，熔融液体206可以由铝202和硅201形成，其中可以将其一起加热以形成熔融液体206。另外，可以同时地或相继地分别添加铝202和硅201。可替代地，熔融液体206可以由铝202形成，然后可以添加硅201。可替代地，熔融液体206可以由硅201形成，然后可以添加铝202。以如上所述的任何合适的方式，通过加热204铝202和硅201来形成熔融液体206。

可以冷却208熔融液体206以形成硅晶体和母液210。冷却208可以以任何合适的方式进行，只要获得硅晶体和母液210即可。例如，冷却208可以以合适的温度、例如在约室温(约20℃)下长时间进行。另外，可以以合适的速率、例如最大约150℃/小时的速率进行冷却208。

在冷却208时，可以分离硅晶体和母液210以提供分开的硅晶体214和母液216。分离可以利用任何合适的技术，例如倾析(例如从硅晶体中倾倒母液)和/或过滤来进行。

如上所述，可以冷却208熔融液体206以提供硅晶体214和母液216。在一个实施方案中，可以在对熔融液体206进行没有任何明显或 可观的搅拌的情况下冷却208熔融液体206。可替代地，可以在搅拌熔融液体206的同时冷却208熔融液体206。不受任何特殊理论的束缚，据认为，在冷却208过程中，搅拌会提供具有相对高纯度的相对小的硅晶体，其可能难以滤出(strain)。在具体实施方案中，少量的搅拌会提供约1mm(厚)×约5mm(宽)×约5m(长)的硅晶体。

另外，可以将熔融液体206冷却208至任何合适且适当的温度(例如在液相线温度与固相线温度之间)，只要在母液216中获得硅晶体即可。例如，可以将熔融液体206冷却208至约585℃至约1400℃的温度。 

可以以任何合适且适当的速率来冷却208熔融液体206，只要在母液216中获得硅晶体214即可。例如，可以以最大约150℃/小时的速率冷却208熔融液体206。

可以在任何合适且适当的时间段内冷却208熔融液体206，只要在母液216中获得硅晶体即可。例如，可以在至少约2小时的时间段内冷却208熔融液体206。

可以分离212硅晶体214和母液216。可以以任何合适且适当的方式来进行分离212。例如，可以通过从硅晶体214中倾倒母液216来进行分离212。可替代地，可以通过从母液216中滤出和/或过滤硅晶体214来进行分离212。可替代地，可以采用离心来进行分离212。

在一个具体实施方案中，可以采用或重新使用所获得的硅晶体214作为随后纯化中的硅201。该重新使用可以进行多次(例如2、3、4或5次)以提供具有必要纯度水平的硅晶体214。同样地，提供硅晶体214的用于纯化硅的方法200可以进行一次。在可替代的实施方案中，提供硅晶体214的用于纯化硅的方法200可以进行两次或更多次(例如2、3、4或5次)。

用于纯化硅的方法200提供与硅201相比相对纯的硅晶体214。在有随后纯化或没有随后纯化的情况下，这些硅晶体214然后可以用于例如制造太阳能电池，所述太阳能电池随后可以用于制造太阳能板。用于纯化硅的方法200提供从硼中纯化的硅晶体214，使得从起始硅201中去除至少一些硼。例如，硅晶体214可以包含小于约0.55ppmw 的硼。另外，可以去除在起始硅201中存在的最多约85重量％的硼以提供硅晶体214。所得到的硅晶体214因此会是相对纯的。例如，硅晶体214可以包含至少约65重量％的硅。

以下提供的具体范围、数值和实施方案仅用于举例说明目的，并不另外限制所公开的主题的范围，所述主题的范围由权利要求限定。以下所述的具体的范围、数值和实施方案包括每个公开的范围、数值和实施方案的所有组合和子组合，无论是否这样明确说明。

具体范围、数值和实施方案

金属添加剂102可以包含钛、钒、锆、铬或其组合。在具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钒、锆、铬或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钛、锆、铬或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钛、钒、铬或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钛、钒、锆或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钛、钒或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钛、锆或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钛、铬或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钒、锆或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钒、铬或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含锆、铬或其组合。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钛。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含钒。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含锆。在另外的具体实施方案中，金属添加剂102可以包含铬。

在具体实施方案中，可以进行铝101和金属添加剂102的加热，以达到至少约750℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝101和金属添加剂102的加热，以达到至少约950℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝101和金属添加剂102的加热，以达到约650℃至约1750℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝101和金属添加剂102的加热，以达到约700℃至约1670℃的 温度。

在具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约500ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约1000ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约1500ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约2000ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约2500ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约3000ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约3500ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约4000ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约4500ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用至少约5000ppmw的金属添加剂102。

在具体实施方案中，相对于铝101，可以采用最多约5000ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用最多约4500ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用最多约4000ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用最多约3500ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用最多约3000ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用最多约2500ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用最多约2000ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用最多约1500ppmw的金属添加剂102。在另外的具体实施方案中，相对于铝101，可以采用最多约1000ppmw的金属添加剂102。

在具体实施方案中，采用钛作为金属添加剂以形成熔融液体。在其他具体实施方案中，采用钛作为金属添加剂以形成熔融液体，并且钛形成TiB₂。在其他具体实施方案中，当钛形成TiB₂时，在静止的熔 融熔体池中采用相对长的沉降时间。一般地，长的沉降时间有利于高密度TiB₂向容器底部的沉降(或下降)。在具体实施方案中，可以采用至少2小时的沉降时间。在另外的具体实施方案中，可以采用至少3小时的沉降时间。在另外的具体实施方案中，可以采用至少4小时的沉降时间。在另外的具体实施方案中，可以采用至少5小时的沉降时间。在另外的具体实施方案中，可以采用至少6小时的沉降时间。

在具体实施方案中，在相对静止的熔融熔体池中进行沉降。在另外的具体实施方案中，通过机械手段或通过简单对流来混合熔体。在另外的具体实施方案中，在沉降过程中避免过高的温度。在另外的具体实施方案中，应用高到足以确保金属完全保持熔融的温度。

在具体实施方案中，铝101可以包含至少约0.35ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝101可以包含至少约0.40ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝101可以包含至少约0.45ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝101可以包含至少约0.50ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝101可以包含至少约0.55ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝101可以包含至少约0.60ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝101可以包含约0.30ppmw至约0.70ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝101可以包含约0.40ppmw至约0.60ppmw的硼。

在具体实施方案中，可以在至少约20℃的温度下进行冷却112。在另外的具体实施方案中，可以在约0℃至约60℃的温度下进行冷却112。在另外的具体实施方案中，可以在约15℃至约40℃的温度下进行冷却112。在另外的具体实施方案中，可以以最高约500℃/小时、最高约250℃/小时、最高约125℃/小时、最高约100℃/小时或最高约75℃/小时的速率进行冷却112。

在具体实施方案中，经纯化的固体铝118可以包含小于约0.55ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，经纯化的固体铝118可以包含小于约0.40ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，经纯化的固体铝118可以包含小于约0.25ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，经纯化的固体铝118可以包含小于约0.20ppmw的硼。在另外的具体 实施方案中，经纯化的固体铝118可以包含小于约0.15ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，经纯化的固体铝118可以包含小于约0.10ppmw的硼。

在具体实施方案中，可以去除起始铝101中存在的至少约25重量％的硼以提供经纯化的固体铝118。在另外的具体实施方案中，可以去除起始铝101中存在的至少约35重量％的硼以提供经纯化的固体铝118。在另外的具体实施方案中，可以去除起始铝101中存在的至少约50重量％的硼以提供经纯化的固体铝118。在另外的具体实施方案中，可以去除起始铝101中存在的至少约65重量％的硼以提供经纯化的固体铝118。

在具体实施方案中，可以进行铝301和钛302的加热，以达到至少约750℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝301和钛302的加热，以达到至少约950℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝301和钛302的加热，以达到约650℃至约1750℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝301和钛302的加热，以达到约700℃至约1670℃的温度。

在具体实施方案中，相对于铝301，可以采用至少约500ppmw的钛302。在另外的具体实施方案中，相对于铝301，可以采用至少约1000ppmw的钛302。在另外的具体实施方案中，相对于铝301，可以采用至少约1200ppmw的钛302。

在具体实施方案中，铝301可以包含至少约0.35ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝301可以包含至少约0.40ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝301可以包含至少约0.45ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝301可以包含至少约0.50ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝301可以包含至少约0.55ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝301可以包含至少约0.60ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝301可以包含约0.30ppmw至约0.70ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝301可以包含约0.40ppmw至约0.60ppmw的硼。

在具体实施方案中，可以在至少约20℃的温度下进行冷却312。 在另外的具体实施方案中，可以在约0℃至约60℃的温度下进行冷却312。在另外的具体实施方案中，可以在约15℃至约40℃的温度下进行冷却312。在另外的具体实施方案中，可以以最高约500℃/小时、最高约250℃/小时、最高约125℃/小时、最高约100℃/小时或最高约75℃/小时的速率进行冷却312。

在具体实施方案中，经纯化的固体铝318可以包含小于约0.55ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，经纯化的固体铝318可以包含小于约0.40ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，经纯化的固体铝318可以包含小于约0.25ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，经纯化的固体铝318可以包含小于约0.20ppmw的硼。

在具体实施方案中，可以去除起始铝301中存在的至少约25ppmw的硼以提供经纯化的固体铝318。在另外的具体实施方案中，可以去除起始铝301中存在的至少约35ppmw的硼以提供经纯化的固体铝318。在另外的具体实施方案中，可以去除起始铝301中存在的至少约50ppmw的硼以提供经纯化的固体铝318。在另外的具体实施方案中，可以去除起始铝301中存在的至少约65ppmw的硼以提供经纯化的固体铝318。

在具体实施方案中，硅201可以包括冶金级(MG)硅。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于冶金级(MG)硅的等级或品质。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于约98重量％的纯度。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于约95重量％的纯度。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于约90重量％的纯度。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于约85重量％的纯度。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于约80重量％的纯度。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于约75重量％的纯度。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于约70重量％的纯度。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于约65重量％的纯度。在另外的具体实施方案中，硅201可以具有低于约60重量％的纯度。

在具体实施方案中，可以进行铝202和硅201的加热204，以达到至少约1450℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝202 和硅201的加热204，以达到至少约1500℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝202和硅201的加热204，以达到至少约1550℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝202和硅201的加热204，以达到至少约1600℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以进行铝202和硅201的加热204，以达到至少约1700℃的温度。

在具体实施方案中，铝202可以包含最多几千(例如4000)份/百万份(重量)的硼。在此种实施方案中，粗制铝可以是例如从电厂获得的“回收”的铝。由于添加硼以从铝中去除诸如钛的物质，所以此种铝会包含相对大量的硼。在另外的具体实施方案中，铝202可以包含最多约3ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝202可以包含最多约0.60ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝202可以包含最多约0.55ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝202可以包含最多约0.50ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝202可以包含最多约0.45ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝202可以包含最多约0.40ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝202可以包含最多约0.25ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，铝202可以包含最多约0.20ppmw的硼。

在具体实施方案中，可以在至少约10℃的温度下进行冷却208。在另外的具体实施方案中，可以在至少约15℃的温度下进行冷却208。在另外的具体实施方案中，可以在最高约50℃的温度下进行冷却208。在另外的具体实施方案中，可以在最高约40℃的温度下进行冷却208。在另外的具体实施方案中，可以在约10℃至约50℃的温度下进行冷却208。在另外的具体实施方案中，可以在约15℃至约40℃的温度下进行冷却208。

在具体实施方案中，可以以最大约125℃/小时的速率进行冷却208。在另外的具体实施方案中，可以以最大约100℃/小时的速率进行冷却208。在另外的具体实施方案中，可以以最大约75℃/小时的速率进行冷却208。

在具体实施方案中，可以将熔融液体206冷却208至接近但高于固相线温度(例如比固相线温度高约200℃之内、比固相线温度高约 125℃之内或比固相线温度高约50℃之内)。在另外的具体实施方案中，可以将熔融液体206冷却208至约700℃至约750℃的温度。在另外的具体实施方案中，可以将熔融液体206冷却208至高于固相线温度但低于液相线温度。在另外的具体实施方案中，可以将熔融液体206冷却208至低于液相线温度的温度。

在具体实施方案中，可以以最大约100℃/小时的速率冷却208熔融液体206。在另外的具体实施方案中，可以以最大约50℃/小时的速率冷却208熔融液体206。在另外的具体实施方案中，可以以最大约20℃/小时的速率冷却208熔融液体206。

在具体实施方案中，可以在至少约2小时的时间段内冷却208熔融液体206。在另外的具体实施方案中，可以在至少约4小时的时间段内冷却208熔融液体206。在另外的具体实施方案中，可以在至少约8小时的时间段内冷却208熔融液体206。在另外的具体实施方案中，可以在至少约12小时的时间段内冷却208熔融液体206。在另外的具体实施方案中，可以在至少约24小时的时间段内冷却208熔融液体206。在另外的具体实施方案中，可以在至少约48小时的时间段内冷却208熔融液体206。

在具体实施方案中，硅晶体214可以包含小于约0.50ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含小于约0.45ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含小于约0.40ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含小于约0.35ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含小于约0.30ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含小于约0.25ppmw的硼。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含小于约0.20ppmw的硼。

在具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约25重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约30重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约35重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存 在的至少约40重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约45重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约50重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约55重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约60重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约65重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约70重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约75重量％的硼以提供硅晶体214。在另外的具体实施方案中，可以去除起始硅201中存在的至少约80重量％的硼以提供硅晶体214。

在具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约70重量％的硅。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约75重量％的硅。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约80重量％的硅。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约85重量％的硅。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约90重量％的硅。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约95重量％的硅。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约96重量％的硅。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约97重量％的硅。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约98重量％的硅。在另外的具体实施方案中，硅晶体214可以包含至少约99重量％的硅。

以下提供的具体列举实施方案[1]至[39]仅用于举例说明目的，并不另外限制所公开的主题的范围，所述主题的范围由权利要求限定。这些列举实施方案包括其中描述的所有组合，子组合和多重引用(例如多重从属)的组合。

列举实施方案

[1]纯化铝的方法，所述方法包括：

(a)由铝和从钛、钒、锆和铬的至少一种中选择的金属添加剂形成熔融液体；

(b)使得在所述熔融液体中形成杂质，其中所述杂质包含所述金属添加剂和硼的反应产物；

(c)任选地从所述熔融液体中去除至少一部分所述杂质；

(d)冷却所述熔融液体以形成凝固的铝；和

(e)任选地去除包含至少一部分所述杂质的一部分所述凝固的铝；

其中，进行所述任选步骤中的至少一个以提供经纯化的铝。

[2]如实施方案[1]所述的方法，其中，去除至少一些硼，使得所述经纯化的铝比步骤(a)中的铝包含更少的硼。

[3]如实施方案[1]至[2]中任一项所述的方法，其中，所述经纯化的铝包含小于约0.55ppmw的硼。

[4]如实施方案[1]至[2]中任一项所述的方法，其中，所述经纯化的铝包含小于约0.40ppmw的硼。

[5]如实施方案[1]至[2]中任一项所述的方法，其中，所述经纯化的铝包含小于约0.25ppmw的硼。

[6]如实施方案[1]至[5]中任一项所述的方法，其中，在至少约650℃的温度下形成所述熔融液体。

[7]如实施方案[1]至[6]中任一项所述的方法，其中，相对于所述铝，采用至少约200ppmw的金属添加剂。

[8]如实施方案[1]至[6]中任一项所述的方法，其中，相对于所述铝，采用至少约500ppmw的金属添加剂。

[9]如实施方案[1]至[6]中任一项所述的方法，其中，相对于所述铝，采用至少约1000ppmw的金属添加剂。

[10]如实施方案[1]至[9]中任一项所述的方法，其中，所述金属添加剂包含钛。

[11]如实施方案[1]至[10]中任一项所述的方法，其中，步骤(a)中的所述铝包含至少约0.40ppmw的硼。

[12]如实施方案[1]至[10]中任一项所述的方法，其中，步骤(a)中 的所述铝包含约0.40ppmw至约0.60ppmw的硼。

[13]如实施方案[1]至[12]中任一项所述的方法，其中，包含金属添加剂和硼的反应产物的所述杂质包含二硼化钛(TiB₂)。

[14]如实施方案[1]至[13]中任一项所述的方法，其中，机械地进行所述部分的凝固的铝的去除。

[15]如实施方案[1]至[13]中任一项所述的方法，其中，通过切割所述凝固的铝来进行所述部分的凝固的铝的去除。

[16]如实施方案[1]至[15]中任一项所述的方法，其中，所述铝和金属添加剂一起存在于步骤(a)的所述铝中。

[17]如实施方案[1]至[15]中任一项所述的方法，其中，将所述金属添加剂添加至步骤(a)的所述铝，添加至所述熔融液体，或其组合。

[18]如实施方案[1]至[17]中任一项所述的方法，其中，包含金属添加剂和硼的所述反应产物的所述杂质包含金属添加剂、硼和在所述熔融液体中存在的或与所述熔融液体接触的额外物质的反应产物。

[19]如实施方案[1]至[17]中任一项所述的方法，其中，进行从所述熔融液体中去除所述至少一部分杂质的任选步骤。

[20]如实施方案[1]至[17]中任一项所述的方法，其中，不进行从所述熔融液体中去除所述至少一部分杂质的任选步骤。

[21]如实施方案[1]至[17]中任一项所述的方法，其中，进行去除包含至少一部分所述杂质的一部分所述凝固的铝的任选步骤。

[22]如实施方案[1]至[17]中任一项所述的方法，其中，不进行去除包含至少一部分所述杂质的一部分所述凝固的铝的任选步骤。

[23]如实施方案[1]至[17]中任一项所述的方法，其中，进行从所述熔融液体中去除所述至少一部分杂质的任选步骤，并且进行去除包含至少一部分所述杂质的一部分所述凝固的铝的任选步骤。

[24]如实施方案[1]至[23]中任一项所述的方法，其进行两次或更多次。

[25]纯化硅的方法，所述方法包括：

(a)由硅和铝形成熔融液体，其中，所述铝包含小于约0.55ppmw的硼；

(b)冷却所述熔融液体以形成硅晶体和母液；和

(c)分离所述硅晶体和所述母液。

[26]如实施方案[25]所述的方法，其中，所述铝包括如实施方案[1]至[24]中任一项所述的经纯化的铝或凝固的铝。

[27]如实施方案[25]所述的方法，其中，所述铝包含小于约0.25ppmw的硼。

[28]如实施方案[25]所述的方法，其中，所述铝包含小于约0.10ppmw的硼。

[29]如实施方案[25]至[28]中任一项所述的方法，其中，所述硅晶体包含小于约0.40ppmw的硼。

[30]如实施方案[25]至[27]中任一项所述的方法，其中，所述硅晶体包含小于约0.25ppmw的硼。

[31]如实施方案[25]至[28]中任一项所述的方法，其中，所述硅晶体包含约0.20ppmw的硼。

[32]如实施方案[25]至[31]中任一项所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述硅为冶金级(MG)硅。

[33]如实施方案[25]至[31]中任一项所述的方法，其中，在步骤(a)中，采用约20重量％至约50重量％的所述硅。

[34]如实施方案[25]至[32]中任一项所述的方法，其中，在步骤(a)中，采用约50重量％至约80重量％的所述铝。

[35]如实施方案[25]至[34]中任一项所述的方法，其中，在步骤(b)中，以小于约75℃/小时的速率冷却所述熔融液体。

[36]如实施方案[25]至[35]中任一项所述的方法，其中，在步骤(b)中，在至少约2小时的时间段内冷却所述熔融液体。

[37]如实施方案[25]至[36]中任一项所述的方法，其中，通过从所述硅晶体中倾倒出所述母液来进行步骤(c)。

[38]如实施方案[25]至[37]中任一项所述的方法，其中，所述硅晶体包含至少约65重量％的硅。

[39]如实施方案[25]至[38]中任一项所述的方法，其进行两次或更多次。

实施例

实施例1：

下图示出对于在一段时间内获得的硅片样品而言，硅片中存在的硼的水平。

Claims (39)

1.纯化铝的方法，所述方法包括：

(a)由铝和金属添加剂形成熔融液体，所述金属添加剂选自钛、钒、锆和铬中的至少一种；

(b)使得在所述熔融液体中形成杂质，其中所述杂质包含所述金属添加剂和硼的反应产物；

(c)任选地从所述熔融液体中去除至少一部分所述杂质；

(d)冷却所述熔融液体以形成凝固的铝；和

(e)任选地去除包含至少一部分所述杂质的一部分所述凝固的铝；

其中，进行所述任选步骤中的至少一个以提供经纯化的铝。

2.如权利要求1所述的方法，其中，去除至少一些硼，使得所述经纯化的铝比步骤(a)中的所述铝包含更少的硼。

3.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述经纯化的铝包含小于约0.55ppmw的硼。

4.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述经纯化的铝包含小于约0.40ppmw的硼。

5.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述经纯化的铝包含小于约0.25ppmw的硼。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在至少约650℃的温度下形成所述熔融液体。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，相对于所述铝，采用至少约200ppmw的金属添加剂。

8.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，相对于所述铝，采用至少约500ppmw的金属添加剂。

9.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，相对于所述铝，采用最多约5000ppmw的金属添加剂。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述金属添加剂包含钛。

11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，步骤(a)中的所述铝包含至少约0.40ppmw的硼。

12.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，步骤(a)中的所述铝包含约0.40ppmw至约0.60ppmw的硼。

13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，包含金属添加剂和硼的反应产物的所述杂质包含二硼化钛(TiB₂)。

14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，机械地去除一部分所述凝固的铝。

15.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，通过切割所述凝固的铝来去除一部分所述凝固的铝。

16.如权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述铝和金属添加剂共同存在于步骤(a)的所述铝中。

17.如权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，将所述金属添加剂添加至步骤(a)的所述铝中，或添加至所述熔融液体中，或它们的组合。

18.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，包含金属添加剂和硼的反应产物的所述杂质包含金属添加剂、硼和在所述熔融液体中存在的或与所述熔融液体接触的额外物质的反应产物。

19.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，进行从所述熔融液体中去除至少一部分所述杂质的任选步骤。

20.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，不进行从所述熔融液体中去除至少一部分所述杂质的任选步骤。

21.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，进行去除包含至少一部分所述杂质的一部分所述凝固的铝的任选步骤。

22.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，不进行去除包含至少一部分所述杂质的一部分所述凝固的铝的任选步骤。

23.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，进行从所述熔融液体中去除至少一部分所述杂质的任选步骤，并且进行去除包含至少一部分所述杂质的一部分所述凝固的铝的任选步骤。

24.如权利要求1至23中任一项所述的方法，其进行两次或更多次。

25.纯化硅的方法，所述方法包括：

(a)由硅和铝形成熔融液体，其中，所述铝包含小于约0.55ppmw的硼；

(b)冷却所述熔融液体以形成硅晶体和母液；和

(c)分离所述硅晶体和所述母液。

26.如权利要求25所述的方法，其中，所述铝包括权利要求1至21中任一项所述的经纯化的铝或凝固的铝。

27.如权利要求25所述的方法，其中，所述铝包含小于约0.25ppmw的硼。

28.如权利要求25所述的方法，其中，所述铝包含小于约0.10ppmw的硼。

29.如权利要求25至28中任一项所述的方法，其中，所述硅晶体包含小于约0.40ppmw的硼。

30.如权利要求25至27中任一项所述的方法，其中，所述硅晶体包含小于约0.25ppmw的硼。

31.如权利要求25至28中任一项所述的方法，其中，所述硅晶体包含约0.20ppmw的硼。

32.如权利要求25至31中任一项所述的方法，其中，在步骤(a)中，所述硅为冶金级(MG)硅。

33.如权利要求25至31中任一项所述的方法，其中，在步骤(a)中，采用约20重量％至约50重量％的所述硅。

34.如权利要求25至32中任一项所述的方法，其中，在步骤(a)中，采用约50重量％至约80重量％的所述铝。

35.如权利要求25至34中任一项所述的方法，其中，在步骤(b)中，以小于约75℃/小时的速率冷却所述熔融液体。

36.如权利要求25至35中任一项所述的方法，其中，在步骤(b)中，在至少约2小时的时间段内冷却所述熔融液体。

37.如权利要求25至36中任一项所述的方法，其中，通过从所述硅晶体中倾倒出所述母液来进行步骤(c)。

38.如权利要求25至37中任一项所述的方法，其中，所述硅晶体包含至少约65重量％的硅。

39.如权利要求25至38中任一项所述的方法，其进行两次或更多次。