[發明專利]可用于純化硅的定向凝固中的熔劑組合物

在審

• 申請號: 201380043942.1
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104619638A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 張春暉;阿蘭·杜爾納;克里斯坦·阿爾弗萊德
• 申請（專利權）人: 希利柯爾材料股份有限公司
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037;C30B11/00;C30B29/06
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;安佳寧

相關申請

本申請要求2012年6月25日提交的美國臨時申請第61/663,887號的優先權，其通過引用全部并入本文。

背景技術

太陽能電池目前通過利用其將日光轉換為電能的能力而用作能量源。幾乎僅使用硅作為此類光伏電池的半導體材料。目前對使用太陽能電池的明顯限制與將硅純化至太陽能級(SG)的成本有關。考慮到當前的能量需求和供應限制，亟需將冶金級(MG)硅(或與太陽能級硅相比具有更多雜質的任何其他硅)純化至太陽能級硅的更有成本效率的方式。

發明內容

本發明提供包含以下的組合物：(a)二氧化硅(SiO₂)；(b)碳酸鈉(Na₂CO₃)；(c)任選的氧化鈣(CaO)；和(d)氟化鈣(CaF₂)和氯化鈣(CaCl₂)中的至少一種。

本發明還提供包含以下的組合物：(a)二氧化硅(SiO₂)，其以約50重量％存在，誤差±50％；(b)碳酸鈉(Na₂CO₃)，其以約47重量％存在，誤差±20％；(c)任選的氧化鈣(CaO)，其以至多約6重量％存在；和(d)氟化鈣(CaF₂)和氯化鈣(CaCl₂)中的至少一種，當存在時，每一種都獨立地以至多約5.00重量％存在。

本發明還提供包含以下的組合物：(a)二氧化硅(SiO₂)，其以約42.70重量％存在，誤差±10％；(b)碳酸鈉(Na₂CO₃)，其以約50.60重量％存在，誤差±10％；(c)氧化鈣(CaO)，其以約1.70重量％存在，誤差±10％；和(d)氟化鈣(CaF₂)和氯化鈣(CaCl₂)中的至少一種，當存在時，每一種都獨立地以約5.00重量％存在，誤差±20％。

本發明還提供包含以下的組合物：(a)二氧化硅(SiO₂)，其以組合物的約35重量％至約80重量％存在；(b)碳酸鈉(Na₂CO₃)，其以組合物的約40重量％至約55重量％存在；(c)任選的氧化鈣(CaO)，其以組合物的至多約6重量％存在；和(d)氟化鈣(CaF₂)和氯化鈣(CaCl₂)中的至少一種，當存在時，每一種都獨立地以組合物的約0.50重量％至約6.00重量％存在。

本發明還提供包含以下的組合物：(a)二氧化硅(SiO₂)，其以組合物的約35重量％至約50重量％存在；(b)碳酸鈉(Na₂CO₃)，其以組合物的約45重量％至約55重量％存在；(c)氧化鈣(CaO)，其以組合物的約1.50重量％至約1.90重量％存在；和(d)氟化鈣(CaF₂)和氯化鈣(CaCl₂)中的至少一種，當存在時，每一種都獨立地以組合物的約4.00重量％至約6.00重量％存在。

本發明還提供包括以下步驟的方法：(a)由硅和熔劑形成熔融液體，所述熔劑包含本文所述的組合物；(b)在熔融液體中由熔劑和雜質形成熔渣；和(c)任選地從熔融液體中去除至少一部分熔渣，以提供純化的熔融液體。

本發明還提供包括以下步驟的方法：(a)由硅和熔劑形成熔融液體，所述熔劑包含本文所述的組合物；(b)在熔融液體中由熔劑和雜質形成熔渣；(c)任選地從熔融液體中去除至少一部分熔渣；(d)定向凝固熔融液體以形成固體硅；和(e)去除一部分固體硅，以提供純化的固體硅。在具體實施方案中，熔融的熔渣在熔爐內襯的表面上形成保護層以防止來自內襯耐火材料中的雜質向熔融硅中的污染。

附圖說明

圖1示出了用于純化硅的方法的方框流程圖。

圖2示出了用于純化硅的方法的方框流程圖。

具體實施方式

以下具體說明包括對附圖的參考，其形成詳細說明的一部分。附圖以例示方式示出可以實施本發明的具體實施方案。對在本文中也被稱為“實例”的這些實施方案進行充分詳細地描述，使得本領域技術人員能夠實施本發明。實施方案可以組合，可以采用其他實施方案，或者可以在不脫離本發明的范圍的情況下進行結構和邏輯的改變。因此，以下詳細說明不應被認為是限制意義的，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物來限定。