CN107792857A - 一种颗粒硅的生产方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶体硅制备技术领域，具体而言，涉及一种颗粒硅的生产方法及系统。本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产系统包括颗粒硅晶种制备系统、与颗粒硅晶种制备系统连接的颗粒硅晶种筛分系统、与颗粒硅晶种筛分系统连接的颗粒硅制备系统以及与颗粒硅制备系统连接的颗粒硅筛分系统。本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产方法采用闭环循环系统加工颗粒硅，使存在影响多晶硅颗粒的纯度及球度的间隙较小，即便有影响多晶硅颗粒的纯度及球度的现象，也会在两次筛分过程中筛分出去，有效地保证颗粒硅的精度及球度，本发明实施例中提供的颗粒硅的生产方法与上述系统采用相同的技术方案，因此也具备上述的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及晶体硅制备技术领域，具体而言，涉及一种颗粒硅的生产方法及系统。
背景技术
改良西门子法和流化床法是制备多晶硅的主要方法，两种方法均需要多晶硅晶种作为硅沉积载体，改良西门子法通常采用的是圆柱形多晶硅细棒或正方体型多晶硅硅棒作为硅沉积载体，流化床法采用小粒径硅颗粒作为硅沉积载体。
颗粒硅籽晶通常采用研磨、破碎等机械粉碎方法制备。以破碎法制备颗粒硅籽晶为例，在多晶硅硅棒破碎过程中，引入外来杂质和碎颗粒表面氧化的概率很大，此外，很容易在破碎过程中产生硅粉尘，导致物料损失。低纯度颗粒硅籽晶是影响颗粒硅纯度的主要因素，高纯颗粒硅籽晶制备技术是获得高纯颗粒硅的基础性关键技术。在颗粒硅籽晶制备过程中抑制硅粉尘的产生，也是急需解决的问题。
颗粒硅籽晶形貌对流化床工艺的稳定性有重要影响。不规则颗粒硅籽晶，即低球度颗粒硅籽晶在流化床中的占比越高，相对应地最小流化态速度越低，太低的最小流化态速度不利于流化床的稳定运行，会导致流化床沸腾程度提高，会增加床层孔隙率，更加容易产生硅粉尘。
发明内容
本发明的目的在于提供一种颗粒硅的生产方法，以改善现有技术中的生产颗粒硅纯度降低的问题。
本发明的另一目的在于提供一种颗粒硅的生产系统，以改善现有技术中的生产颗粒硅纯度降低的问题。
本发明的实施例是这样实现的：
一种颗粒硅的生产方法，其包括对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
在本发明的一个实施例中：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括：
将多晶硅料加热至形成多晶硅液流；
将多晶硅液流分散为多晶硅液滴；
将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
在本发明的一个实施例中：
上述多晶硅料加热至形成多晶硅液流的过程中，其加热温度为1000℃至2300℃。
在本发明的一个实施例中：
将上述多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括：
采用100℃至600℃的惰性气体以10m/s至1200m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴。
在本发明的一个实施例中：
将上述多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括：
将多晶硅液滴随着惰性气体进一步输送至温度为100℃至300℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
在本发明的一个实施例中：
对上述颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物，具体包括：
颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃至600℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅。
在本发明的一个实施例中：
上述物料气包括氢气以及硅烷。
一种颗粒硅的生产系统，其包括颗粒硅晶种制备系统，用于对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；
与颗粒硅晶种制备系统连接的颗粒硅晶种筛分系统，用于接收第一混合物并对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离，并将非颗粒硅晶种输送至颗粒硅晶种制备系统；
与颗粒硅晶种筛分系统连接的颗粒硅制备系统，用于接收颗粒硅晶种，并对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；
与颗粒硅制备系统连接的颗粒硅筛分系统，用于接收第二混合物并对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离，并将非颗粒硅晶种输送至颗粒硅晶种制备系统，将颗粒硅晶种输送至颗粒硅制备系统。
在本发明的一个实施例中：
上述颗粒硅晶种制备系统包括用于将多晶硅料熔化为多晶硅液流的多晶硅料熔融装置、用于将引自多晶硅料熔融装置的多晶硅液流分散为液滴的多晶硅液流分散装置以及用于将分散的多晶硅液滴进行冷却的多晶硅液滴冷却装置；其中，多晶硅料熔融装置与多晶硅液流分散装置连接；多晶硅液流分散装置与多晶硅液滴冷却装置连接。
在本发明的一个实施例中：
上述颗粒硅制备系统包括用于将颗粒硅晶种生长为颗粒硅的颗粒硅流化床。
本发明实施例的有益效果是：
本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产方法包括将对多晶硅料进行加工为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；并将第一混合物筛分进行筛分，分离为非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种；将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；对第二混合物分离为颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种；将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产方法采用闭环循环系统加工颗粒硅，使存在影响多晶硅颗粒的纯度及球度的间隙较小，即便有影响多晶硅颗粒的纯度及球度的现象，也会在两次筛分过程中筛分出去，有效地保证颗粒硅的精度及球度。
本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产体统包括颗粒硅晶种制备系统、与颗粒硅晶种制备系统连接的颗粒硅晶种筛分系统、与颗粒硅晶种筛分系统连接的颗粒硅制备系统以及与颗粒硅制备系统连接的颗粒硅筛分系统。本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产方法采用闭环循环系统加工颗粒硅，使存在影响多晶硅颗粒的纯度及球度的间隙较小，即便有影响多晶硅颗粒的纯度及球度的现象，也会在两次筛分过程中筛分出去，有效地保证颗粒硅的精度及球度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中提供的颗粒硅的生产方法的流程框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种颗粒硅的生产方法及系统进行具体说明。
请参照图1，本实施例提供一种颗粒硅的生产方法，其包括，
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1000℃至2300℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用100℃至600℃的惰性气体以10m/s至1200m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；高速气流的剪切、冲击等作用使多晶硅液流分散为液滴；需要说明的是，惰性气体可以是氢气、氮气等。将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着惰性气体进一步输送至温度为100℃至300℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。需要说明的是，这里的第一混合物为粒径为0.01mm至1mm的多晶硅固体颗粒，其中粒径为0.2mm至1mm的为颗粒硅晶种，粒径小于0.2mm的为非颗粒硅晶种。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃至600℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅。需要说明的是，物料气包括稀释气和含硅气体。热含硅气体在颗粒硅晶种表面发生热分解反应，并持续在晶种表面沉积硅，进而生长为包括颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物。其中粒径大于等于3mm为颗粒硅；粒径为0.2mm至3mm作为颗粒硅晶种；粒径小于0.2mm为非颗粒硅晶种。经筛分后，其中粒径大于等于3mm的颗粒硅输送至颗粒硅产品储藏室，粒径为0.2mm至3mm用于制备颗粒硅，粒径小于0.2mm的用于制备颗粒硅晶种。
实施例1：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1000℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用100℃的氢气以10m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着氢气进一步输送至温度为100℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅；物料气包括氢气以及硅烷。
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
实施例2：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1800℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用100℃的氢气以10m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着氢气进一步输送至温度为100℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅；物料气包括氢气以及硅烷。
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
实施例3：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为2300℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用100℃的氢气以10m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着氢气进一步输送至温度为100℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅；物料气包括氢气以及硅烷。
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
实施例4：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1800℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用400℃的氢气以300m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着氢气进一步输送至温度为100℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅；物料气包括氢气以及硅烷。
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
实施例5：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1800℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用600℃的氢气以1200m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着氢气进一步输送至温度为100℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅；物料气包括氢气以及硅烷。
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
实施例6：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1800℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用400℃的氢气以300m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着氢气进一步输送至温度为200℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅；物料气包括氢气以及硅烷。
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
实施例7：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1800℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用400℃的氢气以300m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着氢气进一步输送至温度为300℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅；物料气包括氢气以及硅烷。
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
实施例8：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1800℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用400℃的氢气以300m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着氢气进一步输送至温度为200℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在500℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅；物料气包括氢气以及硅烷。
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
实施例9：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。具体包括：将多晶硅料加热至形成多晶硅液流，其加热温度为1800℃；将多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括，采用400℃的氢气以300m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴；将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括，将多晶硅液滴随着氢气进一步输送至温度为200℃的多晶硅液滴冷却装置中，使多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；
对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；具体包括：颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在600℃，使颗粒硅晶种生成颗粒硅；物料气包括氢气以及硅烷。
对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；
将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产方法包括将对多晶硅料进行加工为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；并将第一混合物筛分进行筛分，分离为非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种；将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；对第二混合物分离为颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种；将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产方法采用闭环循环系统加工颗粒硅，使存在影响多晶硅颗粒的纯度及球度的间隙较小，即便有影响多晶硅颗粒的纯度及球度的现象，也会在两次筛分过程中筛分出去，有效地保证颗粒硅的精度及球度。
实施例10：
本发明的实施例中还提供了一种颗粒硅的生产系统，包括：颗粒硅晶种制备系统，用于对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。与颗粒硅晶种制备系统连接的颗粒硅晶种筛分系统，用于接收第一混合物并对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离，并将非颗粒硅晶种输送至颗粒硅晶种制备系统。与颗粒硅晶种筛分系统连接的颗粒硅制备系统，用于接收颗粒硅晶种，并对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物。与颗粒硅制备系统连接的颗粒硅筛分系统，用于接收第二混合物并对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离，并将非颗粒硅晶种输送至颗粒硅晶种制备系统，将颗粒硅晶种输送至颗粒硅制备系统。
可选地，在本实施例中，颗粒硅晶种制备系统包括用于将多晶硅料熔化为多晶硅液流的多晶硅料熔融装置、用于将引自多晶硅料熔融装置的多晶硅液流分散为液滴的多晶硅液流分散装置以及用于将分散的多晶硅液滴进行冷却的多晶硅液滴冷却装置；其中，多晶硅料熔融装置与多晶硅液流分散装置连接；多晶硅液流分散装置与多晶硅液滴冷却装置连接。
可选地，在本实施例中，颗粒硅制备系统包括用于将颗粒硅晶种生长为颗粒硅的颗粒硅流化床。
本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产体统包括颗粒硅晶种制备系统、与颗粒硅晶种制备系统连接的颗粒硅晶种筛分系统、与颗粒硅晶种筛分系统连接的颗粒硅制备系统以及与颗粒硅制备系统连接的颗粒硅筛分系统。本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产方法采用闭环循环系统加工颗粒硅，使存在影响多晶硅颗粒的纯度及球度的间隙较小，即便有影响多晶硅颗粒的纯度及球度的现象，也会在两次筛分过程中筛分出去，有效地保证颗粒硅的精度及球度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种颗粒硅的生产方法，其特征在于，包括：
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；
对所述第一混合物进行筛分，将所述非颗粒硅晶种和所述颗粒硅晶种分离；
将所述非颗粒硅晶种作为所述多晶硅料，用于加工所述第一混合物；
对所述颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、所述颗粒硅晶种和所述非颗粒硅晶种的第二混合物；
对第二混合物进行筛分，将所述颗粒硅、所述颗粒硅晶种和所述非颗粒硅晶种分离；
将所述非颗粒硅晶种作为所述多晶硅料，用于加工所述第一混合物；将所述颗粒硅晶种用于加工第二混合物。
2.根据权利要求1所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，
对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括：
将所述多晶硅料加热至形成多晶硅液流；
将所述多晶硅液流分散为多晶硅液滴；
将所述多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
3.根据权利要求2所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，将所述多晶硅料加热至形成多晶硅液流的过程中，其加热温度为1000℃至2300℃。
4.根据权利要求2所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，将所述多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括：
采用100℃至600℃的惰性气体以10m/s至1200m/s的速度冲击流出的所述多晶硅液流使所述多晶硅液流分散为所述多晶硅液滴。
5.根据权利要求4所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，将所述多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括：
将所述多晶硅液滴随着所述惰性气体进一步输送至温度为100℃至300℃的多晶硅液滴冷却装置中，使所述多晶硅液流变为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。
6.根据权利要求1所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，对所述颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、所述颗粒硅晶种和所述非颗粒硅晶种的第二混合物，具体包括：
所述颗粒硅晶种在物料气的作用下处于流化状态，将温度设置为在300℃至600℃，使所述颗粒硅晶种生成所述颗粒硅。
7.根据权利要求6所述的颗粒硅的生产方法，其特征在于，所述物料气包括氢气以及硅烷。
8.一种颗粒硅的生产系统，其特征在于，包括：
颗粒硅晶种制备系统，用于对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；
与所述颗粒硅晶种制备系统连接的颗粒硅晶种筛分系统，用于接收所述第一混合物并对所述第一混合物进行筛分，将所述非颗粒硅晶种和所述颗粒硅晶种分离，并将所述非颗粒硅晶种输送至所述颗粒硅晶种制备系统；
与所述颗粒硅晶种筛分系统连接的颗粒硅制备系统，用于接收所述颗粒硅晶种，并对所述颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、所述颗粒硅晶种和所述非颗粒硅晶种的第二混合物；
与所述颗粒硅制备系统连接的颗粒硅筛分系统，用于接收所述第二混合物并对所述第二混合物进行筛分，将所述颗粒硅、所述颗粒硅晶种和所述非颗粒硅晶种分离，并将所述非颗粒硅晶种输送至所述颗粒硅晶种制备系统，将所述颗粒硅晶种输送至颗粒硅制备系统。
9.根据权利要求8所述的颗粒硅的生产系统，其特征在于，所述颗粒硅晶种制备系统包括用于将多晶硅料熔化为多晶硅液流的多晶硅料熔融装置、用于将引自所述多晶硅料熔融装置的多晶硅液流分散为液滴的多晶硅液流分散装置以及用于将分散的多晶硅液滴进行冷却的多晶硅液滴冷却装置；其中，所述多晶硅料熔融装置与所述多晶硅液流分散装置连接；所述多晶硅液流分散装置与所述多晶硅液滴冷却装置连接。
10.根据权利要求8所述的颗粒硅的生产系统，其特征在于，所述颗粒硅制备系统包括用于将颗粒硅晶种生长为颗粒硅的颗粒硅流化床。
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| CN103523786A (zh) * | 2013-04-16 | 2014-01-22 | 江苏中能硅业科技发展有限公司 | 流化床反应器及其用于制备高纯粒状多晶硅的方法 |
| CN103816973A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-28 | 亚洲硅业（青海）有限公司 | 一种无接触破碎多晶硅的方法 |
| CN103990422A (zh) * | 2013-02-16 | 2014-08-20 | 江苏中能硅业科技发展有限公司 | 流化床反应器及其用于制备粒状多晶硅和三氯氢硅的方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101676203A (zh) * | 2008-09-16 | 2010-03-24 | 储晞 | 生产高纯颗粒硅的反应器和方法 |
| CN103990422A (zh) * | 2013-02-16 | 2014-08-20 | 江苏中能硅业科技发展有限公司 | 流化床反应器及其用于制备粒状多晶硅和三氯氢硅的方法 |
| CN103523786A (zh) * | 2013-04-16 | 2014-01-22 | 江苏中能硅业科技发展有限公司 | 流化床反应器及其用于制备高纯粒状多晶硅的方法 |
| CN103816973A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-28 | 亚洲硅业（青海）有限公司 | 一种无接触破碎多晶硅的方法 |
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