RU98105343A - Способ производства кремния для использования в солнечных элементах - Google Patents

Claims (19)

1. Способ производства кремния для использования в солнечных элементах, отличающийся тем, что содержит следующие стадии:
а/ восстанавливают расплавленную окись кремния углеродом для обеспечения образования расплавленного кремния металлургического сорта,
б/ заливают и дают затвердеть расплавленному кремнию металлургического сорта в форме,
в/ расплавляют кремний металлургического сорта,
г/ рафинируют расплавленный кремний металлургического сорта и
д/ очищают рафинированный кремний металлургического сорта посредством единственной стадии очистки затвердеванием.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный расплавленный кремний металлургического сорта вводят в форму, образуя жидкость, имеющую поверхность жидкости, а указанная форма имеет отношение высота-площадь определяемое по существу уравнением
H/(S/π)^1/2≥ 0,4,
где H - высота поверхности и S - средняя площадь поперечного сечения формы, и тем, что введенный расплавленный кремний металлургического сорта постепенно охлаждают до твердого состояния, в то время как нагревая указанную поверхность жидкости или теплоизолируя указанную поверхность жидкости для замедления затвердевания с целью образования затвердевшего, грубо очищенного кремния металлургического сорта.

3. Способ производства кремния по п.2, отличающийся тем, что форму подогревают от около 700 до 1100^oC перед введением указанного жидкого кремния металлургического сорта.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что измеряют толщину слоя жидкого кремния металлургического сорта во время затвердевания и сливают жидкий кремний из формы, когда измеренная величина достигает заданной величины.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что измеряют толщину слоя жидкого кремния металлургического сорта во время затвердевания кремния металлургического сорта и сливают жидкий кремний из формы, когда измеренная величина достигает заданной величины.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что толщину слоя жидкого кремния металлургического сорта измеряют ультразвуковым глубиномером.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что толщину слоя жидкого кремния металлургического сорта измеряют ультразвуковым глубиномером.

8. Способ по п.1, кроме того, содержащий стадии:
а/ удаляют P из кремния металлургического сорта плавлением указанного кремния в сосуде при давлении ниже атмосферного,
б/ удаляют B и C из кремния металлургического сорта введением в сосуд кислого газа и инертного газа, тем самым образуя газовую смесь, и контактируют газовую смесь с жидкостью, в то время как поддерживая кремний в жидком состоянии,
в/ удаляют O последующим раскислением,
г/ отливают жидкий кремний в затвердевший пруток, и
д/ очищают затвердевший кремниевый пруток посредством зонной плавки для удаления Fe, Al, Ti и Ca.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что предусмотрены стадии:
а/ расплавляют кремний металлургического сорта и удаляют P из него при давлении ниже атмосферного, при поддержании кремния в жидком состоянии,
б/ удаляют B и C окислительным рафинированием в атмосфере инертного газа или при давлении ниже атмосферного, и г/ отливают жидкий кремний в пруток.

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что стадия отливки прутка из жидкого кремния включает непрерывное литье в электромагнитную форму.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что затвердевший кремний содержит низкокачественную часть с более высокой концентрацией примесей, чем сравнимая высококачественная часть, содержащий стадии:
а/ отрезают низкокачественную часть от высококачественной части с образованием отрезанной части,
б/ дробят отрезанную часть с получением дробленного кремния,
в/ удаляют примеси посредством выщелачивания примесей кислым раствором из дробленного кремния, и
г/ возвращают в процесс на повторную переработку отрезанную часть в качестве кремния металлургического сорта.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что отрезанную часть дробят в зерна с максимальным диаметром около 5 мм.

13. Способ производства кремния для использования в солнечных элементах по п.11, отличающийся тем, что в качестве кислого раствора используют раствор из смеси фтористоводородной кислоты и азотной кислоты.

14. Способ по п.2, отличающийся тем, что затвердевший кремний содержит низкокачественную часть с более высокой концентрацией примесей, чем сравнимая высококачественная часть, содержащий стадии:
а/ отрезают низкокачественную часть от высококачественной части, с образованием отрезанной части.

б/ дробят отрезанную часть с получением дробленного кремния,
в/ удаляют примеси посредством выщелачивания примесей кислым раствором из дробленного кремния, и
г/ возвращают в процесс на повторную переработку отрезанную часть в качестве кремния металлургического сорта.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что отрезанную часть дробят в зерна с максимальным диаметром около 5 мм.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что в качестве кислого раствора используют раствор из смеси фтористоводородной кислоты и азотной кислоты.

17. Способ по п.8, отличающийся тем, что затвердевший кремний содержит низкокачественную часть с более высокой концентрацией примесей, чем сравнимая высококачественная часть, содержащий стадии:
а/ отрезают низкокачественную часть от высококачественной части, с образованием отрезанной части.

б/ дробят отрезанную часть с получением дробленного кремния,
в/ удаляют примеси посредством выщелачивания примесей кислым раствором из дробленного кремния, и
г/ возвращают в процесс на повторную переработку отрезанную часть в качестве кремния металлургического сорта.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что отрезанную часть дробят в зерна с максимальным диаметром около 5 мм.

19. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве кислого раствора используют раствор из смеси фтористоводородной кислоты и азотной кислоты.