[發(fā)明專利]晶體硅提純集成系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710377733.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN107089665B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉應(yīng)寬;溫衛(wèi)東;馮全義;周雪梅;楊麒;盧贊東;嚴(yán)剛;李洋;姜麗華;鎖曉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏東夢(mèng)能源股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/037
• 分類號(hào): C01B33/037;C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 寧夏三源鑫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 64105
• 代理人: 孫彥虎

一種晶體硅提純集成系統(tǒng)包括：第一破碎裝置、酸洗裝置、原料硅礦熱爐、第二破碎裝置、除碳裝置、電子束熔煉裝置；通過第一破碎裝置將粗硅料破碎，酸洗裝置酸洗破碎料后利用原料硅礦熱爐進(jìn)行渣洗熔煉以獲得原料硅。第二破碎裝置對(duì)原料硅破碎后，除碳裝置煅燒以降低第二破碎裝置生產(chǎn)出的破碎料中的碳含量，電子束熔煉裝置對(duì)煅燒后的破碎料進(jìn)行熔煉除磷及以面積變化的面掃描方式及按照第一預(yù)定功率對(duì)除磷后的原料進(jìn)行掃描升溫，利用熔池與結(jié)晶的物料之間的固液界面來使雜質(zhì)不斷的向熔池內(nèi)匯集、揮發(fā)；控制電子束槍以面積不變的面掃描方式且功率逐漸縮小而獲得多晶硅半成品，將多晶硅半成品的底部和頂部雜質(zhì)富集區(qū)鋸切以獲得多晶硅。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種晶體硅提純集成系統(tǒng)。

背景技術(shù)

人類進(jìn)入新世紀(jì)以來，光伏發(fā)電得到了快速發(fā)展，以晶硅為原材料制備的光伏發(fā)電設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，晶硅光伏將在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)保持太陽能光伏發(fā)電的主流地位，晶硅光伏發(fā)電的主要原料為太陽能級(jí)多晶硅，隨著光伏發(fā)電的快速發(fā)展，人們對(duì)多晶硅的制備在質(zhì)量上、能耗、環(huán)境和成本等方面提出越來越高的要求，其目標(biāo)是不斷適應(yīng)光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)的要求。

國內(nèi)，制備太陽能級(jí)多晶硅的方法，主要有改良西門子法（化學(xué)法）、硅烷法（化學(xué)法）和冶金法等。其中改良西門子法占絕對(duì)份額市場(chǎng)，但成本在120元/kg左右，下降難度仍然較大。

現(xiàn)有的冶金法制備太陽能級(jí)多晶硅提純集成技術(shù)，雖然具有質(zhì)量較好、能耗較低、環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)，但綜合成本仍然偏高，其產(chǎn)品市場(chǎng)份額很小。現(xiàn)有的工藝路線為：特制工業(yè)硅→簡易定向凝固→濕法冶金Ⅰ→渣洗精煉→簡易定向凝固→濕法冶金Ⅱ→真空定向凝固→一次精整→電子束熔煉→二次精整。達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：B≤0.1ppm?P≤0.1ppm、金屬雜質(zhì)≤0.1ppm、C≤0.4ppm、O≤1ppm、電阻率：0.8—3.0Ω?CM、少子壽命：≥3μs、光電轉(zhuǎn)換效率≥17.5%，綜合耗電：58kwh/kg，直接生產(chǎn)成本：138元/kg。

上述現(xiàn)有技術(shù)存在工藝路線較長、能耗較高及生產(chǎn)成本較高的技術(shù)問題，例如：對(duì)原料要求高，需生產(chǎn)特制工業(yè)硅，導(dǎo)致對(duì)硅石、石油焦等質(zhì)量要求高；由于除硼要求的溫度高，導(dǎo)致對(duì)坩堝材質(zhì)要求高且坩堝容積小、壽命短、每爐產(chǎn)量低；利用鑄錠爐進(jìn)行定向凝固提純，時(shí)間長、能耗高、投資大、收得率偏低；電子束除磷工藝設(shè)計(jì)時(shí)間長、能耗高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種工藝路線短、降低能耗及生產(chǎn)成本的晶體硅提純集成系統(tǒng)。