[發明專利]一種短流程、高效率及低成本提純制備太陽能電池用多晶硅的方法

有效

• 申請號: 201710272703.3
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107099841B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 黃鋒;方凱;許慶炎
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B28/06;C30B30/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李明婭

1.一種提純制備太陽能電池用多晶硅的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、對碳熱還原法得到的工業硅熔體進行中包造渣預處理；

步驟二、在電磁冷坩堝中預置熔配好的Sn-Si合金，在冷坩堝外感應線圈中通上交流電，待合金完全熔化后，將步驟一中預處理的工業硅熔體連續引入冷坩堝，同時以相應速度下拉冷坩堝底部抽拉桿，使得熔體定向凝固形成鑄錠，實現初生硅與合金熔體的分離；

步驟三、待鑄錠生長至一定長度后停止工業硅熔體的注入及下拉，切除鑄錠頭部最終合金凝固部分；

步驟四、重復步驟一至步驟三，直至得到所需質量的太陽能電池用多晶硅。

2.如權利要求1所述的一種提純制備太陽能電池用多晶硅的方法，其特征在于：所述步驟一中的中包造渣預處理過程中造渣劑與工業硅熔體的質量比為10～20％。

3.如權利要求1所述的一種提純制備太陽能電池用多晶硅的方法，其特征在于：所述步驟一中的中包造渣預處理中的造渣劑為CaO-Al₂O₃-Na₂O-CaF₂-SiO₂堿性造渣劑，該堿性造渣劑中各組分所占的質量百分比分別為：CaO 10～20％；Al₂O₃ 5～15％；Na₂O 10～15％；CaF₂10～15％；SiO₂ 45～55％。

4.如權利要求1所述的一種提純制備太陽能電池用多晶硅的方法，其特征在于：所述步驟一中的中包造渣預處理中的中包溫度為1500～1600℃。

5.如權利要求1所述的一種提純制備太陽能電池用多晶硅的方法，其特征在于：所述步驟二中冷坩堝預置Sn-Si合金中Sn的質量百分含量為70～90％，預置量m單位為g按下式計算：

m＝(3～5)ρπr² (1)

式中：ρ為熔配Sn-Si合金的密度，單位為g/cm³，r為電磁冷坩堝的半徑，單位為cm。

6.如權利要求1所述的一種提純制備太陽能電池用多晶硅的方法，其特征在于：所述步驟二中冷坩堝外感應線圈中交流電頻率為20～100kHz。

7.如權利要求1所述的一種提純制備太陽能電池用多晶硅的方法，其特征在于：所述步驟三中鑄錠下拉速度為2～5mm/min，停止抽拉前鑄錠下拉長度為500～800mm。

8.如權利要求1所述的一種提純制備太陽能電池用多晶硅的方法，其特征在于：所述步驟三中切除鑄錠頭部最終合金凝固部分長度為50～80mm。