[發明專利]一種制備顆粒硅籽晶的系統及方法

有效

• 申請號: 201710858647.1
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107585769B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 鮑守珍;任長春;李鳳琴;趙玉英;蔡延國;宗冰;王體虎
• 申請（專利權）人: 亞洲硅業（青海）有限公司;青海省亞硅硅材料工程技術有限公司
• 主分類號: C01B33/021
• 分類號: C01B33/021
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 齊海迪

本發明涉及晶體硅制備技術領域，旨在提供一種制備顆粒硅籽晶的系統及方法，其能夠制備出純度高、球度高的顆粒硅籽晶。本發明提供的制備顆粒硅籽晶的系統，包括擋板、熔融裝置以及噴射裝置，擋板與噴射裝置的噴射部間隔設置。經熔融裝置將多晶硅料加熱至熔融狀態，得到熔融多晶硅；將熔融多晶硅經噴射裝置分散為多晶硅液滴，并經過擋板分散為更小的多晶硅液滴；多晶硅液滴在空中進行冷卻凝固，得到顆粒硅籽晶。本發明提供的制備顆粒硅籽晶的系統能夠制備出純度高、球度高的顆粒硅籽晶，具有較小的物料損失量并且不易產生粉塵。本發明提供的制備顆粒硅籽晶的方法，由于采用上述的制備顆粒硅籽晶的系統，因此也具有上述的有益。

技術領域

本發明涉及晶體硅制備技術領域，具體而言，涉及一種制備顆粒硅籽晶的系統及方法。

背景技術

改良西門子法和流化床法是制造多晶硅的主要方法，兩種方法均需要多晶硅晶種作為硅沉積載體，改良西門子法通常采用的是圓柱形多晶硅細棒或正方體型多晶硅硅棒作為硅沉積載體，流化床法采用小粒徑硅顆粒作為硅沉積載體。

顆粒硅籽晶通常采用研磨、破碎等機械粉碎方法制備。以破碎法制備顆粒硅籽晶為例，在多晶硅硅棒破碎過程中，引入外來雜質和碎顆粒表面氧化的概率很大，此外，很容易在破碎過程中產生硅粉塵，導致物料損失。低純度顆粒硅籽晶是影響顆粒硅純度的主要因素，高純顆粒硅籽晶制備技術是獲得高純顆粒硅的基礎性關鍵技術。在顆粒硅籽晶制備過程中抑制硅粉塵的產生，也是急需解決的問題。

顆粒硅籽晶形貌對流化床工藝的穩定性有重要影響。不規則顆粒硅籽晶，即低球度顆粒硅籽晶在流化床中的占比越高，相對應地最小流化態速度越低，太低的最小流化態速度不利于流化床的穩定運行，會導致流化床沸騰程度提高，會增加床層孔隙率，更加容易產生硅粉塵。

發明內容

本發明旨在提供一種制備顆粒硅籽晶的系統，其能夠制備出純度高、球度高的顆粒硅籽晶，具有較小的物料損失量并且不易產生粉塵。

本發明的另一目的在于提供一種采用上述制備顆粒硅籽晶的系統的方法。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種制備顆粒硅籽晶的系統，其包括擋板；用于將固體硅料熔融的熔融裝置，熔融裝置包括具備有導流口的容納腔；用于將經導流口流出的熔融液滴噴射至擋板的噴射裝置，擋板與噴射裝置的噴射部間隔設置。

本發明的實施例中提供的制備顆粒硅籽晶的系統，包括擋板；用于將固體硅料熔融的熔融裝置，熔融裝置包括具備有導流口的容納腔；用于將經導流口流出的熔融液滴噴射至擋板的噴射裝置，擋板與噴射裝置的噴射部間隔設置。在實施過程中，經熔融裝置將多晶硅料加熱至熔融狀態，得到熔融多晶硅；將熔融多晶硅經噴射裝置分散為多晶硅液滴，并經過擋板分散為更小的多晶硅液滴；多晶硅液滴在空中進行冷卻凝固，得到顆粒硅籽晶。冷卻液滴使其變為固體顆粒，液滴會在表面張力作用下形成高球形度的球形液滴，球形液滴變為球形多晶硅固體顆粒。本發明的實施例中提供的制備顆粒硅籽晶的系統能夠制備出純度高、球度高的顆粒硅籽晶，具有較小的物料損失量并且不易產生粉塵。

在本發明的一個實施例中：

上述噴射裝置為連接在導流口的噴嘴以及與容納腔連通的高壓氣體注入裝置。

在本發明的一個實施例中：

上述噴射裝置設置為靠近導流口的高壓氣體噴射裝置。

在本發明的一個實施例中：

上述擋板上設置有凸起部，凸起部與噴射裝置的噴射部相對設置。

在本發明的一個實施例中：

上述凸起部設置為半球形。

在本發明的一個實施例中：