EA012213B1 - СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Si ПУТЕМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ SiClЖИДКИМ Zn - Google Patents

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Si ПУТЕМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ SiClЖИДКИМ Zn Download PDF

Info

Publication number
EA012213B1
EA012213B1 EA200702060A EA200702060A EA012213B1 EA 012213 B1 EA012213 B1 EA 012213B1 EA 200702060 A EA200702060 A EA 200702060A EA 200702060 A EA200702060 A EA 200702060A EA 012213 B1 EA012213 B1 EA 012213B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
δίθ
metal phase
chloride
contact
stage
Prior art date
Application number
EA200702060A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200702060A1 (ru
Inventor
Эрик Робер
Тьякко Зейлема
Original Assignee
Юмикор
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юмикор filed Critical Юмикор
Publication of EA200702060A1 publication Critical patent/EA200702060A1/ru
Publication of EA012213B1 publication Critical patent/EA012213B1/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • C01B33/021Preparation
    • C01B33/027Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
    • C01B33/033Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by reduction of silicon halides or halosilanes with a metal or a metallic alloy as the only reducing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • C01B33/037Purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к получению кремния высокой чистоты как исходного материала для изготовления, например, кристаллических кремниевых солнечных элементов. SiClпревращают в металлический Si путем введения газообразного SiClв контакт с жидким Zn, с получением таким образом сплава, содержащего Si, и хлорида Zn, который отделяют. Затем содержащий Si сплав очищают при температуре, превышающей температуру кипения Zn. Этот процесс не требует сложной технологии и обеспечивает сохранение высокой чистоты материала на всех стадиях от исходного SiClдо конечного продукта, поскольку единственным применяемым реагентом является Zn, который можно получать с очень высокой степенью чистоты и непрерывно возвращать в процесс.

Description

Настоящее изобретение относится к получению кремния (δί) высокой чистоты как исходного материала для изготовления кристаллических кремниевых солнечных элементов. Металлический δί получают путем прямого восстановления §1С14 - материала-предшественника высокой степени чистоты, обычно имеющегося на рынке.
Кремний для применения в солнечных элементах обычно получают путем термического разложения 8гНС1з в соответствии со способом Сименса (81ешеп8) или его разновидностями. Способ обеспечивает получение очень чистого кремния, однако, является медленным, потребляет большое количество энергии и требует крупных капиталовложений.
Альтернативным способом получения δί для солнечных элементов является восстановление 81С14 металлами, например Ζη. Этот способ обеспечивает возможность значительного снижения затрат вследствие уменьшения необходимых капитальных затрат и снижения энергопотребления.
Прямое восстановление 81С14 цинком в паровой фазе описано в патентах США № 2773745, № 2804377, № 2909411 и № 3041145. При использовании парообразного Ζη в реакторах с псевдоожиженным слоем получают в качестве продукта гранулированный кремний, что упрощает отделение кремния. Однако промышленный процесс, основанный на этом принципе, технологически сложен.
Прямое восстановление 81С14 жидким Ζη описано в 1Р 11-092130 и 1Р 11-011925. Кремний получают в виде мелкого порошка и отделяют от жидкого Ζη путем уноса его газообразным побочным продуктом - ΖηΟ2. Однако этот процесс неудобен для практики, поскольку решающим моментом в нем оказывается выбор условий проведения процесса, обеспечивающих вынос преобладающей части δί газовым потоком. Кроме того, последующее отделение тонкого порошка δί от Ζηί.Ί2 затруднительно, как и дальнейшие операции с тонким порошком δί и его плавление. Кроме того, Ζηί.Ί2 приходится выпаривать дважды, что снижает общую энергетическую эффективность процесса.
Целью настоящего изобретения является устранение недостатков, свойственных известным процессам.
В соответствии с изобретением эта цель достигается тем, что металлический δί высокой чистоты получают способом превращения δίθ?14 в металлический δί, включающим следующие стадии:
введение газообразного δίί.Ί.·ι в контакт с жидкой металлической фазой, содержащей Ζη, с получением таким образом металлической фазы, содержащей δί, и хлорида Ζη;
отделение хлорида Ζη от металлической фазы, содержащей δί; и очистку металлической фазы, содержащей δί, при температуре, превышающей температуру кипения Ζη, с испарением таким образом Ζη и получением металлического δί.
Стадии контакта и отделения проводят в одном реакторе. Эта возможность обеспечивается тем, что значительная часть (более 50% массы) образующегося δί удерживается в жидкой металлической фазе.
Целесообразно объединять стадии контакта и отделения путем проведения стадии контакта при температуре, превышающей температуру кипения хлорида Ζη, который при этом испаряется. Хлорид цинка можно выводить из реактора и собирать его для дальнейшей переработки.
Содержащая δί металлическая фаза, полученная на стадии контакта, помимо δί как растворенного вещества может также предпочтительно содержать, по меньшей мере, некоторое количество δί в твердом состоянии, например в виде суспендированных частиц. Действительно, в процессе контакта может происходить образование тонкодисперсного δί, когда металлический Ζη насыщается δί. δί в твердом состоянии может быть получен также путем охлаждения содержащей δί металлической фазы, полученной на стадии контакта, предпочтительно до температуры в пределах от 420 до 600°С. δί в твердом состоянии можно предпочтительно отделить от массы расплавленной фазы, например, после отстаивания. Однако после этого фаза металлического δί все еще остается пропитанной Ζη и должна быть подвергнута дальнейшей обработке на стадии очистки.
Стадию контакта целесообразно проводить путем введения δίθ4 в ванну, содержащую расплавленный Ζη, с массовой скоростью, обеспечивающей ограничение потерь δί за счет уноса с испаряющимся хлоридом Ζη значением, не превышающим 15% (мас.). Для этой цели пригодна массовая скорость δίί.Ί.·|. не превышающая 0,8 кг/мин на 1 м2 поверхности ванны. Однако вышеупомянутый низкий уровень потерь δί может быть достигнут при значительно более высоких массовых скоростях, достигающих 10 кг/мин на 1 м2 поверхности ванны, но предпочтительно ограниченных значением 2 кг/мин на 1 м2, при условии, что газообразный δίί.Ί.·ι диспергируют в ванне. Эффективное диспергирование можно обеспечить, например, использованием множества погружных сопел, погружного сопла, снабженного пористой насадкой, ротационного диспергирующего приспособления или любого сочетания таких средств. δίί.Ί·ι можно вводить в ванну вместе с газом-носителем, например Ν2.
Целесообразно осуществлять стадию очистки при температуре, превышающей температуру плавления δί, и предпочтительно под пониженным давлением или в вакууме. Целесообразно проводить очистку в том же реакторе, в котором проводились первые две стадии процесса.
Целесообразно также осуществлять рециркуляцию одного или нескольких материальных потоков, которые не рассматриваются как конечные продукты:
полученный хлорид Ζη можно подвергать электролизу в расплаве, извлекая таким образом Ζη, который можно возвращать на стадию восстановления δίθ4, и хлор, который можно возвращать в процесс хлорирования δί с целью получения δίθ?14;
- 1 012213
Ζη, выпариваемый на стадии очистки, можно конденсировать и возвращать на стадию восстановления δίί'Τι и/или
81С14, не вступивший в реакцию на стадии контакта, можно возвращать в процесс на стадию восстановления 81С14, например, после конденсации.
Согласно настоящему изобретению 81С14 восстанавливают жидким Ζη. Поэтому технология, применяемая в предлагаемом способе, является значительно более простой по сравнению с той, которая необходима для парофазного восстановления. Можно получать содержащий δί сплав, в котором содержатся как растворенный, так и твердый δί, в то время как хлорированный Ζη образует либо отдельную жидкую фазу, содержащую большую часть твердого δί, либо пары. Ζη можно извлечь из его хлорида, например, путем электролиза в расплаве солей и повторно использовать для восстановления δίί.Ί4. Содержащий δί сплав можно очищать при высоких температурах, превышающих температуры кипения как Ζη, так и хлорида Ζη, однако, ниже температуры кипения самого δί (2355°С). Испарившийся Ζη можно улавливать и повторно использовать для восстановления δίί.'14. На этой стадии удаляются также любые другие летучие элементы. Таким образом, можно использовать Ζη в замкнутом цикле и, тем самым, избежать введения примесей в систему при добавлении исходного материала извне.
Следует отметить, что кроме Ζη в предлагаемом способе можно применять другие металлы, образующие хлориды, более стойкие по сравнению с δίί.Τ|. которые можно легко отделять от δί и легко извлекать из соответствующих хлоридов.
Согласно одному из предпочтительных вариантов способа по настоящему изобретению газообразный δίί.Ί·ι вводят в контакт с жидким Ζη при атмосферном давлении и при температуре выше точки кипения Ζηί.'12 (732°С) и ниже точки кипения Ζη (907°С). Предпочтение отдается работе при температуре в пределах от 750 до 880°С; в этом температурном диапазоне обеспечиваются достаточно высокие кинетические характеристики реакции, в то время как испарение металлического Ζη остается ограниченным.
В типичном варианте осуществления изобретения расплавленный Ζη помещают в реактор, предпочтительно изготовленный из кварца или иного материала высокой чистоты, например из графита. δίί.Ί·|. являющийся жидкостью при комнатной температуре, впрыскивают в цинк с помощью погружной трубки. Впрыскивание производят в придонную зону сосуда, содержащего Ζη. δίί.Ί·|. нагревающийся в трубке, фактически, впрыскивается в виде газа. На конце погружной трубки установлено диспергирующее приспособление, например пористый наконечник или стеклянный фильтр. Для обеспечения высокого выхода по реакции важное значение имеет эффективный контакт между δίί.Ί·ι и Ζη. В противном случае, может происходить частичное восстановление до δίί.'12 или δίί.Ί·ι проходит через цинк, не вступая в реакцию. При эффективном контакте δίί.Ί·ι и Ζη наблюдается степень превращения, близкая к 100%. Показано, что тонкое диспергирование δίί.Ί4 является основным фактором, ограничивающим унос тонкодисперсного δί с потоком газа.
В процессе восстановления образуется Ζηί.'12. Он имеет температуру кипения 732°С и при предпочтительной рабочей температуре находится в газообразном состоянии. Его выводят из верхней части содержащего Ζη сосуда. Пары конденсируют и собирают в отдельном тигле.
В процессе образуется также восстановленный δί. Этот δί растворяется в расплавленном Ζη до достижения предела растворимости. Растворимость δί в Ζη повышается с температурой, и при 907°С - температуре кипения чистого Ζη при атмосферном давлении - ее предельное значение составляет приблизительно 4%.
Согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения количество впрыскиваемого δίί.Ί·ι таково, что предел растворимости δί в Ζη превышается. В этих условиях образуется твердый тонкодисперсный δί, который может оставаться в виде суспензии в ванне расплавленного Ζη и/или агрегировать, образуя дросс. В результате образуется фаза металлического Ζη, в которой средняя суммарная концентрация δί (растворенного, суспендированного и дроссового) предпочтительно составляет более 10%, т.е. значительно превышает предел растворимости, и, таким образом, эффективность и экономичность стадии очистки δί повышаются. Однако возможны потери тонкодисперсного δί вследствие уноса его с потоком газообразного Ζηί'12. Этот унос можно свести к минимуму путем применения достаточно низких массовых скоростей δίί'Τι и/или средств, обеспечивающих диспергирование δίί'Τι в расплаве Ζη. Приемлемой считается потеря δί за счет уноса, составляющая менее чем 15% общего количества δί, вводимого в процесс.
Согласно второму предпочтительному варианту осуществления изобретения содержащему δί сплаву дают охладиться до температуры, несколько превышающей точку плавления Ζη, например до 600°С. При этом охлаждении преобладающая часть первоначально растворенного δί кристаллизуется и накапливается в ванне вместе с твердым δί, уже присутствующим там, в виде верхнего твердого слоя. Нижний жидкий слой металлической фазы обеднен δί и может быть отделен любым пригодным для этого способом, например путем сливания. Этот металл можно непосредственно использовать для дальнейшего восстановления δίί'Τ·|. Верхний обогащенный δί слой затем подвергают очистке, как описано выше; при этом преимущество предлагаемого варианта заключается в том, что количество Ζη, подлежащего выпариванию, значительно уменьшается.
Оба вышеупомянутых предпочтительных варианта можно, разумеется, применять в сочетании.
- 2 012213
Если стадия очистки выполняется при температуре выше точки плавления δί, то расплавленный кремний можно превратить в твердый продукт в одну стадию, выполняемую способом, выбранным из группы, включающей вытягивание кристаллов, например, методом Чохральского, направленную кристаллизацию и выращивание лент. Метод выращивания лент включает различные варианты, например выращивание лент на подложке (Κ.Οδ), который обеспечивает прямое получение кремниевых пластин.
Согласно альтернативному варианту расплавленный кремний можно гранулировать, а гранулы подавать в плавильную печь, предпочтительно непрерывного действия, после чего расплавленный кремний можно превратить в твердый продукт в одну стадию, выполняемую способом, выбранным из группы, включающей вытягивание, направленную кристаллизацию и выращивание лент.
Полученный таким образом твердый продукт можно подвергать дальнейшей обработке для получения солнечных элементов непосредственно или после распиловки на тонкие пластины, в зависимости от способа получения твердого продукта.
Ζη вместе с типичными следовыми примесями, например Т1, Сб и РЬ, можно отделить от содержащего 8ί сплава путем выпаривания. При этом получают δί со степенью чистоты от 5Ν до 6Ν. Для этой операции температуру повышают до значения, превышающего точку плавления цинка (907°С), предпочтительно до значения выше точки плавления δί (1414°С), однако, ниже точки его кипения (2355°С). Целесообразно выполнять эту операцию при пониженном давлении или в вакууме. Таким способом Ζη и его летучие примеси удаляются из сплава, и остается расплавленный δί. В δί остаются лишь нелетучие примеси, присутствовавшие в Ζη. Примерами таких примесей являются Ее и Си. Их концентрацию можно свести к минимуму путем предварительной дистилляции Ζη, многократного возврата Ζη на стадию восстановления δ^СI.1 после электролиза образующегося ΖηΟ12 либо путем минимизации количества Ζη, которое должно быть выпарено на стадии очистки, в расчете на 1 кг δί. В таких оптимизированных условиях возможно достижение чистоты δί, превышающей 6Ν.
Дополнительное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что δί можно после процесса очистки получить в расплавленном состоянии. Действительно, в известном способе Сименса и его вариантах δί получается в виде твердого вещества, которое для получения пластин по любой обычно применяемой технологии (вытягивания кристаллов или направленной кристаллизации) необходимо повторно расплавить. Прямое получение δί в расплавленном состоянии предоставляет возможность лучшего сопряжения производства исходного материала с дальнейшими стадиями производства пластин, что позволяет дополнительно снизить общее энергопотребление в процессе, а также затраты на производство пластин. Жидкий δί в этом случае можно непосредственно направлять в устройство для получения заготовок или вытягивания кристаллов. Возможна также переработка δί в аппаратуре для выращивания лент.
Если желательно получение не готового материала для производства пластин, а лишь твердого промежуточного продукта, то целесообразным представляется гранулирование очищенного δί. Полученные гранулы проще перегружать и дозировать, чем кусковой материал, получаемый, например, в процессах, основанных на методе Сименса. Это особенно важно в случае применения технологий выращивания лент. Производство сыпучих гранул дает возможность непрерывной подачи материала в печь Чохральского или в установку для выращивания лент.
Пример 1.
Изобретение иллюстрируется следующим примером. 4192 г металлического Ζη нагревают в графитовом реакторе до 850°С. Глубина ванны составляет приблизительно 15 см, а ее диаметр - 7 см. Для подачи δίΟ14 в реактор через кварцевую трубку используют перистальтический насос Μίηίριιΐχ™. Погруженный в расплав конец трубки снабжен пористой насадкой из алюмосиликата. δ^С14. имеющий температуру кипения 58°С, испаряется в погруженной части трубки и диспергируется в виде газа в жидком Ζη. Массовая скорость δίΟ14 составляет приблизительно 150 г/ч, а общее вводимое количество равно 1625 г. Эта массовая скорость соответствует расходу 0,65 кг/мин на 1 м2 поверхности ванны. ΖηΟ12. образующийся при реакции, испаряется, и его конденсируют в графитовой трубке, присоединенной к реактору, и собирают в отдельном сосуде. Не вступивший в реакцию δ^С14 улавливают в мокром скруббере, соединенном со сборником ΖηΟ12. В результате процесса получают сплав Ζη-δί, насыщенный δί при преобладающей в реакторе температуре и содержащий дополнительно частицы твердого δί. Общее содержание δί в смеси составляет 9%. Для увеличения количества твердого δί в сплаве Ζη-δί достаточно увеличить количество используемого в процессе δίΟ14 при сохранении той же массовой скорости 150 г/ч. Сплав Ζηδί, содержащий твердый δί, нагревают до 1500°С для выпаривания Ζη, который конденсируют и утилизируют. Затем дают δί охладиться до комнатной температуры. Получают 229 г δί.
Выход δί по реакции составляет, таким образом, приблизительно 85%. Потери δί можно отнести на счет уноса частиц δί с отходящими парами ΖηΟ12 и неполноты восстановления δίΟ14 до металлического δί. Приблизительно 40 г оставшегося количества δί обнаружено в ΖηΟ12 и 3 г - в скруббере.
Пример 2.
Этот пример иллюстрирует гранулирование расплавленного кремния - процесс, особенно полезный в случае, когда стадию очистки выполняют при температуре выше точки плавления δί. 1 кг расплавленного кремния содержат в печи при температуре 1520°С. Тигель, содержащий расплавленный металл, находится в инертной атмосфере (Аг). Печь обеспечивает возможность наклона тигля с целью выливания
- 3 012213 расплавленного кремния в сосуд, содержащий особо чистую воду при комнатной температуре. Кремний легко образует гранулы размером от 2 до 10 мм.

Claims (16)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ превращения §ίΟ14 в металлический δί. включающий стадии введения газообразного 81С14 в контакт с жидкой металлической фазой. содержащей Ζη. с получением таким образом металлической фазы. содержащей δί. и хлорида Ζη;
    отделения хлорида Ζη от металлической фазы. содержащей δί. и очистки металлической фазы. содержащей δί. при температуре. превышающей температуру кипения Ζη. с испарением таким образом Ζη и получением металлического δί.
    отличающийся тем. что стадии контакта и отделения проводят в одном реакторе.
  2. 2. Способ по п.1. отличающийся тем. что стадии контакта и отделения проводят одновременно путем выполнения их при температуре. превышающей температуру кипения хлорида Ζη. который при этом испаряется.
  3. 3. Способ по п.1 или 2. отличающийся тем. что содержащая δί металлическая фаза. полученная на стадии контакта. содержит по меньшей мере часть δί в твердом состоянии.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3. отличающийся тем. что перед стадией очистки включена стадия охлаждения содержащей δί металлической фазы предпочтительно до температуры в пределах от 420 до 600°С. с превращением таким образом по меньшей мере части δί. присутствующего в виде растворенного вещества в содержащей δί металлической фазе. полученной на стадии контакта. в твердое состояние.
  5. 5. Способ по п.3 или 4. отличающийся тем. что δί. присутствующий в твердом состоянии. отделяют с получением содержащей δί металлической фазы. которую подвергают дальнейшей обработке на стадии очистки.
  6. 6. Способ по пп.1-5. отличающийся тем. что стадию контакта проводят путем введения δίθ4 в ванну. содержащую расплавленный Ζη. с массовой скоростью. обеспечивающей ограничение потерь δί за счет уноса с испаряющимся хлоридом Ζη значением. не превышающим 15%.
  7. 7. Способ по п.6. отличающийся тем. что массовая скорость δίθ4 не превышает 0.8 кг/мин на 1 м2 поверхности ванны.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7. отличающийся тем. что стадию очистки проводят при температуре выше точки плавления δί с получением таким образом очищенного жидкого δί.
  9. 9. Способ по п.8. отличающийся тем. что стадию очистки проводят под пониженным давлением или в вакууме.
  10. 10. Способ по любому из пп.1-9. дополнительно включающий стадии электролиза отделенного хлорида Ζη в расплаве солей с получением таким образом Ζη и хлора; возврата Ζη на стадию восстановления δίθ4 и возврата хлора в процесс хлорирования δί с целью получения δίθ4.
  11. 11. Способ по любому из пп.1-10. отличающийся тем. что Ζη. выпариваемый на стадии очистки. конденсируют и возвращают в процесс восстановления δίθ4.
  12. 12. Способ по любому из пп.1-11. отличающийся тем. что часть δίθ4. не вступившую в реакцию на стадии контакта. возвращают в процесс восстановления δίθ4.
  13. 13. Способ по п.8 или 9. включающий одностадийное превращение очищенного жидкого δί в твердый продукт с применением способа. выбранного из группы. включающей вытягивание кристаллов. направленную кристаллизацию и выращивание лент.
  14. 14. Способ по п.8 или 9. включающий гранулирование очищенного жидкого δί.
  15. 15. Способ по п.14. включающий стадии подачи гранул в плавильную печь;
    применения одностадийного превращения в твердый продукт с применением способа. выбранного из группы. включающей вытягивание. направленную кристаллизацию и выращивание лент.
  16. 16. Способ по п.13 или 15. отличающийся тем. что твердый материал превращают в тонкие пластины и подвергают дальнейшей переработке для получения солнечных элементов.
EA200702060A 2005-03-24 2006-03-24 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Si ПУТЕМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ SiClЖИДКИМ Zn EA012213B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05075701 2005-03-24
EP05076550 2005-07-07
PCT/EP2006/002937 WO2006100114A1 (en) 2005-03-24 2006-03-24 Process for the production of si by reduction of siclj with liquid zn

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200702060A1 EA200702060A1 (ru) 2008-02-28
EA012213B1 true EA012213B1 (ru) 2009-08-28

Family

ID=38792427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200702060A EA012213B1 (ru) 2005-03-24 2006-03-24 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Si ПУТЕМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ SiClЖИДКИМ Zn

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7943109B2 (ru)
EP (1) EP1866248B1 (ru)
JP (1) JP2008534415A (ru)
KR (1) KR20070112407A (ru)
AT (1) ATE512117T1 (ru)
AU (1) AU2006226462A1 (ru)
BR (1) BRPI0609475A2 (ru)
CA (1) CA2601333A1 (ru)
EA (1) EA012213B1 (ru)
MX (1) MX2007011733A (ru)
NO (1) NO20075392L (ru)
TW (1) TW200700316A (ru)
WO (1) WO2006100114A1 (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008034578A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-27 Umicore Process for the production of germanium-bearing silicon alloys
JP2010504269A (ja) * 2006-09-22 2010-02-12 ユミコア ソシエテ アノニム 液体ZnでのSiHCl3の還元によるSiの製造方法
WO2008034576A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-27 Umicore PRODUCTION OF Si BY REDUCTION OF SiCL4 WITH LIQUID Zn, AND PURIFICATION PROCESS
NO20071762L (no) * 2007-04-02 2008-10-03 Norsk Hydro As Fremgangsmate og reaktor for produksjon av hoyrent silisium
NO20071763L (no) * 2007-04-02 2008-10-03 Norsk Hydro As Fremgangsmate og reaktor for produksjon av hoyrent silisium
NO20071852L (no) * 2007-04-11 2008-10-13 Norsk Hydro As Prosess og utstyr for reduksjon av silisium tetraklorid i sink for fremstilling av silisium med hoy renhet samt sinkklorid
WO2008145236A1 (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Umicore Economical process for the production of si by reduction of sicl4 with liquid zn
JP5311930B2 (ja) * 2007-08-29 2013-10-09 住友化学株式会社 シリコンの製造方法
EP2415711A1 (en) 2010-08-05 2012-02-08 Hycore ANS Process and apparatus for the preparation and recovery of high purity silicon
WO2014008262A1 (en) * 2012-07-02 2014-01-09 Hemlock Semiconductor Corporation Method of conducting an equilibrium reaction and selectively separating reactive species of the equilibrium reaction
PL3795539T3 (pl) * 2016-07-27 2023-12-18 Epro Development Limited Ulepszenia w wytwarzaniu nanocząstek krzemu
CN114735708B (zh) * 2022-04-29 2023-06-02 成都理工大学 一种制备低铁铝钙含量硅的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4239740A (en) * 1979-05-25 1980-12-16 Westinghouse Electric Corp. Production of high purity silicon by a heterogeneous arc heater reduction
JPH1111925A (ja) * 1997-06-25 1999-01-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 多結晶シリコンおよび塩化亜鉛の製造方法
WO2001004388A2 (en) * 1999-07-02 2001-01-18 Evergreen Solar, Inc. Edge meniscus control of crystalline ribbon growth

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3000726A (en) * 1945-11-14 1961-09-19 Frank H Speeding Production of metals
US2805934A (en) * 1953-06-22 1957-09-10 Du Pont Process of solidifying and remelting zinc
US2804377A (en) * 1954-06-25 1957-08-27 Du Pont Preparation of pure silicon
US2773745A (en) * 1954-07-20 1956-12-11 Du Pont Process for the production of pure silicon in a coarse crystalline form
US2909411A (en) * 1957-01-15 1959-10-20 Du Pont Production of silicon
US3041145A (en) * 1957-07-15 1962-06-26 Robert S Aries Production of pure silicon
FR2407892A1 (fr) * 1977-11-04 1979-06-01 Rhone Poulenc Ind Procede de fabrication de silicium pour la conversion photovoltaique
US4755370A (en) * 1982-03-18 1988-07-05 General Electric Company Purification of silicon halides
DE3581848D1 (de) * 1984-07-06 1991-04-04 Wacker Chemie Gmbh Verfahren zur herstellung von siliciumtetrachlorid.
JP3844856B2 (ja) 1997-09-11 2006-11-15 住友チタニウム株式会社 高純度シリコンの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4239740A (en) * 1979-05-25 1980-12-16 Westinghouse Electric Corp. Production of high purity silicon by a heterogeneous arc heater reduction
JPH1111925A (ja) * 1997-06-25 1999-01-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 多結晶シリコンおよび塩化亜鉛の製造方法
WO2001004388A2 (en) * 1999-07-02 2001-01-18 Evergreen Solar, Inc. Edge meniscus control of crystalline ribbon growth

Also Published As

Publication number Publication date
MX2007011733A (es) 2007-12-05
NO20075392L (no) 2007-10-23
EP1866248B1 (en) 2011-06-08
TW200700316A (en) 2007-01-01
US20080181836A1 (en) 2008-07-31
EA200702060A1 (ru) 2008-02-28
ATE512117T1 (de) 2011-06-15
EP1866248A1 (en) 2007-12-19
US7943109B2 (en) 2011-05-17
CA2601333A1 (en) 2006-09-28
WO2006100114A1 (en) 2006-09-28
KR20070112407A (ko) 2007-11-23
BRPI0609475A2 (pt) 2011-10-11
AU2006226462A1 (en) 2006-09-28
JP2008534415A (ja) 2008-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA012213B1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Si ПУТЕМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ SiClЖИДКИМ Zn
JP4899167B2 (ja) 液体金属を用いたGeCl4の還元によるGeの製造方法
US8580205B2 (en) Method and apparatus for improving the efficiency of purification and deposition of polycrystalline silicon
EP0151569B1 (en) Process and apparatus for obtaining silicon from fluosilicic acid
WO2008034578A1 (en) Process for the production of germanium-bearing silicon alloys
US7141228B2 (en) Method for calcium nitride synthesis
JP2008037735A (ja) シリコン製造装置
WO2008145236A1 (en) Economical process for the production of si by reduction of sicl4 with liquid zn
JP4392675B1 (ja) 高純度シリコンの製造装置
JP2004035382A (ja) 多結晶シリコンの製造方法
EP1903005A1 (en) Production of Si by reduction of SiCI4 with liquid Zn, and purification process
EP1903006A1 (en) Process for the production of Si by reduction of SiHCI3 with liquid Zn
US20100024882A1 (en) Process for the Production of Si by Reduction of SiHCl3 with Liquid Zn
JP2007126342A (ja) シリコン製造装置
WO2008034576A1 (en) PRODUCTION OF Si BY REDUCTION OF SiCL4 WITH LIQUID Zn, AND PURIFICATION PROCESS
EP1903007A1 (en) Process for the production of germanium-bearing silicon alloys
JP2004010472A (ja) シリコンの製造方法
KR20090064561A (ko) 액체 Zn으로 SiHCl₃을 환원시켜 Si를 제조하는 방법
Maronchuk et al. A new method of metallurgical silicon purification
RU2181104C2 (ru) Способ выделения кремния
CN101146743A (zh) 通过用液态Zn还原SiCl4制备Si的方法
RU2377330C1 (ru) Способ получения высокочистого никеля для распыляемых мишеней и устройство для его реализации
TW201406966A (zh) 自多晶半導體製程中回收元素金屬的方法
JP2000044237A (ja) ガリウムの回収方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU