[實用新型]硅晶體的提純設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120239982.1
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN202116323U
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳評;羅建平;陳樹欽
• 申請（專利權(quán)）人: 陳評;羅建平;陳樹欽
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

技術(shù)領(lǐng)域

????本實用新型涉及一種硅晶體的提純設(shè)備。

背景技術(shù)

????太陽能電池用硅材料的主流制造工藝為西門子法，其工藝主要包括：將冶金級硅與氯化氫反應(yīng)生成三氯氫硅、蒸餾提純?nèi)葰涔琛⒃?100℃高溫下用高純氫氣還原提純后的三氯氫硅，獲高純度多晶硅。該方法由于污染嚴(yán)重，能耗過高，于2009年被中國政府列為抑制建設(shè)項目。（具體見2009年9月26日發(fā)文的《國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委等部門關(guān)于抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過剩和重復(fù)建設(shè)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展若干意見的通知》）。????

???Lawrence?M?Litz等申請的美國專利硅片結(jié)晶純化（U.S?Pat.?No.?3097068,?1963）,提出以金屬鋁為溶劑，通過重結(jié)晶過程純化硅。其采用的裝置見圖1，工藝是由以下步驟組成：（1）、將硅鋁按一定配比在第一坩堝中加熱溶解；（2）、將第一坩堝中合金熔體引入溫度稍低的第二坩堝中結(jié)晶；（3）、用帶孔耐火漏斗從第二坩堝中將析出的硅過濾撈出；（4）、將剩余熔體引回第一坩堝中；（5）、在第一坩堝中添加少許硅塊，溶解后重復(fù)步驟（2）。該工藝的主要問題在于：（1）、熔體中析出的硅為針狀顆粒，漏斗孔大則硅的收集得率很低，孔小則收集物中含鋁過高。通過酸洗的方法除鋁，則需要消耗大量的酸，損失大量的鋁，容易造成環(huán)境污染；（2）、溶解結(jié)晶采用了熔體在雙溫區(qū)轉(zhuǎn)移的方式，在高溫條件下熔體流動所需的高純管材及熔體流動的驅(qū)動力均難以獲得。

Harsharn?Tathgar2010年申請的專利WO2010/098676A1，對Litz工藝的結(jié)晶過程做了改進，采用的裝置見圖2所示，方法是在結(jié)晶區(qū)投入少量粒徑為100～200微米的硅晶體，當(dāng)晶體長大到1～5mm后通過過濾或離心過濾方式將熔體與晶體分離。該專利雖然能有效提高硅晶體與鋁熔體的分離效率，但硅顆粒表面依然殘留有大量的鋁，上述兩個缺陷并沒有得到徹底解決。

Scott?Nichol?在2011年獲得的專利US?7,883,680?B22011年，采用了單坩堝熔煉結(jié)晶方法，裝置見圖3所示，避免了熔體在兩個坩堝間的轉(zhuǎn)移，采用搗棒將析出的硅晶體搗至坩堝底部富集，上部熔體倒出。采用該方法富集的硅晶體團聚物依然包含大量的鋁，另外底部沉積的雜質(zhì)與硅晶體難以分離。

實用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種硅的提純裝置，結(jié)構(gòu)簡單，分離效果好。

為實現(xiàn)上述的目的，本實用新型采用了以下的技術(shù)方案：

?硅晶體的提純設(shè)備，包括：爐桶，爐桶的內(nèi)壁設(shè)置保溫材料，保溫材料內(nèi)側(cè)設(shè)有加熱器，爐桶頂部設(shè)置爐蓋，其特征在于爐桶的底部設(shè)置旋轉(zhuǎn)托盤，旋轉(zhuǎn)托盤的上部安放坩堝，坩堝內(nèi)底部設(shè)有攪拌槳葉，攪拌槳葉隨坩堝轉(zhuǎn)動；坩堝內(nèi)設(shè)置冷阱。

所述的冷阱通過在坩堝內(nèi)中上部插入冷卻棒形成，所述冷卻管設(shè)置在冷卻套筒內(nèi)。

本實用新型有以下積極的效果：本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可獲得高純度針狀硅聚集體。?

附圖說明

圖1是Litz硅提純工藝所采用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是Harsharn?Tathgar等人提出的硅提純工藝所采用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

????圖3是Scott?Nichol等人提出的硅提純工藝所采用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；????

?圖4為本實用新型硅晶體的提純設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

?圖4中主要附圖標(biāo)記的說明：加熱器10、冷卻棒套筒11、攪拌槳葉12、針狀高純硅聚集體13、爐筒14、旋轉(zhuǎn)托盤15、坩堝16、爐蓋17、冷卻水管18。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本實用新型做進一步的詳細(xì)說明。

?圖4為硅晶體的提純設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖4所示，硅晶體的提純設(shè)備，包括：爐桶14，爐桶的內(nèi)壁設(shè)置保溫材料，保溫材料內(nèi)側(cè)為加熱器10。爐桶頂部設(shè)置爐蓋17，爐桶14的底部設(shè)置旋轉(zhuǎn)托盤15，旋轉(zhuǎn)托盤的上部設(shè)有坩堝16，坩堝內(nèi)底部設(shè)有無桿的攪拌槳葉12，冷卻棒套筒11從坩堝頂部插入坩堝的上部。