[發明專利]一種從低溫熔體中連續拉晶提純多晶硅的方法及專用裝置

無效

• 申請號: 201010123657.9
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101798705A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 蔣君祥;胡建鋒;徐璟玉;戴寧;褚君浩
• 申請（專利權）人: 上海太陽能電池研究與發展中心
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20;C30B15/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

1.一種從低溫熔體中連續拉晶提純多晶硅的方法，其特征在于步驟如下：

1)配料：合金材料由低熔點的金屬和工業硅組成，工業硅的比例占合金材料重量的20％～50％；金屬為低熔點的純鋁、純錫或純銅中的一種或幾種；先將工業硅破碎成粒徑5～50mm的顆粒，平鋪于坩堝底部，再將低熔點金屬鋪于工業硅料上面；

2)熔化：將裝好料的坩堝置于專用裝置的爐腔加熱器中，對爐內抽真空或而后充入保護性氣體，調節加熱器，使爐內溫度升至高于所配合金熔點100℃以上，并保溫60min以上，直到合金完全熔化；

3)溫度調節：合金完全熔融后，逐漸降低拉晶區的溫度使之形成一低溫區，并使其液面溫度維持在硅晶體析出溫度，同時提高加料區的溫度，使之形成一高溫區，加料區溫度比拉晶區溫度高10～100℃；

4)拉晶：在拉晶區液面溫度穩定后，驅動專用裝置的提拉裝置，下降拉桿，使拉桿下端的水冷頭與熔體液面接觸，并保持5r/min～100r/min速率旋轉，等硅晶體在水冷頭上逐漸析出長大至所要求的尺寸，以1mm/h～30mm/h提升提拉裝置的拉桿，即可獲得P、B含量較低的多晶硅錠；

5)加料：隨著多晶硅在水冷頭上析出，合金中的硅含量越來越少，影響硅的正常析出，此時在加料區一側逐漸加入工業硅顆粒，顆粒大小為2～20mm，以保持熔體中硅的含量，達到連續生長多晶硅的目的。

2.一種從低溫熔體中連續拉晶提純多晶硅的方法所用的專用裝置，包括：可抽真空或沖保護氣體的爐腔(1)，爐腔(1)內有一坩堝(2)，坩堝置于加熱器(3)中，坩堝的中間有一將坩堝內的熔體液面分割成加料區和拉晶區的隔熱擋板(4)，加料區的上方有一加料裝置(5)，在拉晶區的上面，爐腔(1)外有一提拉裝置(6)，提拉裝置(6)的拉桿(601)穿過爐腔(1)伸入拉晶區，拉桿(601)下端裝有水冷頭(602)。

3.根據權利要求2的一種從低溫熔體中連續拉晶提純多晶硅的方法所用的專用裝置，其特征在于：所說的水冷頭(602)為外徑帶螺紋的石墨頭或晶體硅籽晶。

4.根據權利要求2的一種從低溫熔體中連續拉晶提純多晶硅的方法所用的專用裝置，其特征在于：所說的加熱器(3)由圍繞于坩堝的加料區方位的第一加熱器(301)和圍繞于坩堝的拉晶區方位的第二加熱器(302)組成。

5.根據權利要求2的一種從低溫熔體中連續拉晶提純多晶硅的方法所用的專用裝置，其特征在于：所說的隔熱擋板(4)的深度為碰到熔體液面或浸入熔體液面1-2cm。