CN203754434U - 一种去除多晶硅中磷杂质的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种去除多晶硅中磷杂质的设备，包括真空室、真空室内的石墨坩埚、设于石墨坩埚外部的保温套以及缠绕在保温套外壁上的感应线圈，其特征在于，所述石墨坩埚内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括竖直设置的搅拌桨以及导流筒，所述导流筒通过安装架与真空室顶壁固定连接，所述搅拌桨的桨叶处于所述导流筒内。本实用新型通过在石墨坩埚内设置搅拌机构，可以让熔融的硅液在石墨坩埚内上下翻滚，使得磷蒸汽能够迅速挥发，降低能耗和成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅提纯技术领域，尤其涉及一种去除多晶硅中磷杂质的设备。
背景技术
工业硅(MG-Si)中含有Fe、Ca、Al等金属元素和B、P、O、C等非金属元素，其纯度通常为99％(2N)左右，而太阳能多晶硅的纯度要求为6～7N(不计碳氧含量)，因此可以通过冶金法将MG-Si提纯到太阳能级多晶硅(SOG-Si)，所谓冶金法提纯多晶硅，是指提纯过程中硅没有发生化学变化，未通过化学反应转化为其它化合物来达到提纯的目的。在提纯过程中主要利用不同元素物理性质的差异来使之分离，其中包含湿法冶金、吹气、造渣、定向凝固、真空条件下的电子束、等离子体、太阳聚光及感应熔炼等。
真空除磷是根据磷的饱和蒸汽压远远大于硅的原理实现磷的挥发分离。真空感应熔炼除磷工艺是目前最有希望大大降低工业硅提纯成本的一项技术，而且可以将通气造渣与定向凝固同时集成到一台设备上，形成复合冶金工艺。
CN101850975A公开了一种去除磷和金属杂质的提纯硅的方法，包括以下步骤：将封密式提纯炉内净化，加热熔融封密式提纯炉石墨坩锅内的金属硅；对呈熔融状态的金属硅溶液喷吹预热的O2和Ar混合气体；停止吹入O2和Ar混合气体，通过硅液底部骤冷，使其从底部向上进行定向凝固；硅锭出炉，去四周及头尾完成提纯得到高纯度的多晶硅。该专利虽然一定程度可以去除磷杂质，但是该专利公开的装置一方面保护罩与石墨坩埚密封性能欠佳，另一方面通入混合气体，虽然可以搅动硅液，但降低了真空度，磷不能有效蒸发去除。
实用新型内容
本实用新型提供了一种去除多晶硅中磷杂质的设备，以解决现有设备通过气体搅动硅液，降低了设备真空度，不能有效去除硅液中磷杂质的问题。
一种去除多晶硅中磷杂质的设备，包括真空室、真空室内的石墨坩埚、设于石墨坩埚外部的保温套以及缠绕在保温套外壁上的感应线圈，其特征在于，所述石墨坩埚内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括竖直设置的搅拌桨以及导流筒，所述导流筒通过安装架与真空室顶壁固定连接，所述搅拌桨的桨叶处于所述导流筒内。
所述石墨坩埚下方设有升降机构，所述升降机构由支撑石墨坩埚的水冷盘以及竖直设置的支撑杆组成。
所述支撑杆两侧设有穿过水冷盘的导杆。
所述桨叶处于导流筒中心位置。
本实用新型通过在石墨坩埚内设置搅拌机构，可以让熔融的硅液在石墨坩埚内上下翻滚，使得磷蒸汽能够迅速挥发，降低能耗和成本。
附图说明
图1为本实用新型设备的结构示意图。
图2为本实用新型设备中搅拌机构的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种去除多晶硅中磷杂质的设备，包括真空室1，真空室1外部连接抽真空装置5，内部设有石墨坩埚2，石墨坩埚2外部套有保温套3，保温套3外部缠绕感应线圈4，用于加热石墨坩埚2内部的多晶硅。
石墨坩埚2内部设有搅拌机构7，搅拌机构7包括电机74、搅拌桨72以及导流筒70，导流筒70通过安装架71与真空室顶壁固定连接，本实施例导流筒70与安装架71一体成型，当然也可以通过螺栓固定连接。
搅拌桨72顶部与电机74轴连接，底部设有桨叶73，桨叶83位于导流筒70的中心位置，搅拌桨72转动过程中，会带动内部的硅液按箭头方向上下翻滚，使内部温度分布均匀，可以让挥发性杂质快速析出，降低能耗。
石墨坩埚2下方设有升降机构6，升降机构包括支撑杆62和支撑石墨坩埚2的水冷盘61，支撑杆62两侧还有导杆63，导杆63顶端穿过水冷盘61，保证石墨坩埚2上下运动平稳顺畅。
本实用新型装置的工作原理如下：
将工业硅料放入石墨坩埚4内，然后启动抽真空装置5，让真空室1内部的真空度达到一定数值，启动感应线圈4，对石墨坩埚2内部的硅进行加热，直至完全融化，启动电机74，让搅拌桨72转动，桨叶73搅动内部的硅液，使得硅液翻滚，达到充分热交换，让内部挥发性杂质尽快到达硅液的表面，因蒸发而被除去。
除磷完成后，开启水冷盘61的进水，对石墨坩埚2的底部进行冷却，让内部硅液定向凝固，完成后，切去顶部杂质含量高的部分。
Claims (4)
1.一种去除多晶硅中磷杂质的设备，包括真空室、真空室内的石墨坩埚、设于石墨坩埚外部的保温套以及缠绕在保温套外壁上的感应线圈，其特征在于，所述石墨坩埚内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括竖直设置的搅拌桨以及导流筒，所述导流筒通过安装架与真空室顶壁固定连接，所述搅拌桨的桨叶处于所述导流筒内。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述石墨坩埚下方设有升降机构，所述升降机构由支撑石墨坩埚的水冷盘以及竖直设置的支撑杆组成。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述支撑杆两侧设有穿过水冷盘的导杆。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述桨叶处于导流筒中心位置。
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| CN109354024A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-02-19 | 成都斯力康科技股份有限公司 | 一种新型工业硅分离除杂的装置及方法 |
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