[發明專利]提純太陽能級多晶硅的裝置

有效

• 申請號: 201810831924.4
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN108588830B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 王書杰;孟靜
• 申請（專利權）人: 江蘇金暉光伏有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B28/08;C30B30/04;C01B33/037
• 代理公司: 揚州潤中專利代理事務所(普通合伙) 32315
• 代理人: 翁斌

本發明公開了一種提純太陽能級多晶硅的裝置。所述裝置主要通過對工業硅進行冶金法熔煉后，經過對提拉定向生長多晶硅進行多級電磁約束區域提純的方法來獲得太陽能級多晶硅。首先通過冶金法熔煉硅合金熔體，然后經過提拉定向生長多晶硅來初步提純多晶硅后，在提拉出的多晶硅錠周圍設置對稱偶數個電磁約束熔煉器，實現多級電磁約束區域提純，并進一步實現高純度提純多晶硅。

技術領域

本發明涉及太陽能級多晶硅的制備裝置技術領域，尤其涉及一種提純太陽能級多晶硅的裝置。

背景技術

太陽能作為再生能源，清潔無污染，取之不盡，用之不竭，是解決當前危機的理想選擇。硅基太陽能主要利用光生伏特效應將光能轉化為太陽能，由于硅是地殼中含量最豐富的元素，因此硅基太陽能是未來最經濟且最有前途的能源。

冶金法提純多晶硅相對于改良西門子法具有成本低，工藝簡單，污染少，投資少的特點，是當前最優前途的多晶硅提純方法。冶金法主要是利用雜質元素的分凝效應來提純金屬的方法，理論上冶金法提純多晶硅的極限純度為7N，提純的主要雜質為金屬元素、硼及磷等元素，合金定向凝固提純法是冶金法的一種，迄今為止常用的合金體系有：鋁-硅、硅-鐵、銅-硅、硅-錫等。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種能夠實現進一步的提高太陽能級多晶硅純度的裝置。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種提純太陽能級多晶硅的裝置，其特征在于：包括爐體，所述爐體的底部設置有坩堝桿，所述坩堝桿的一端位于所述爐體的外側，所述坩堝桿的另一端位于所述爐體內，坩堝支撐固定在所述坩堝桿位于爐體內的一端上，坩堝位于所述坩堝支撐內，所述坩堝支撐的外周設置有加熱器，所述坩堝的上方設置有偶數個電磁約束熔煉器，所述電磁約束熔煉器用于產生區域熔煉熔池，區域熔煉熔池對多晶硅錠進行熔化加熱的同時進行電磁約束，所述電磁約束熔煉器從下到上設置，且相鄰的所述熔煉器左右錯開設置，上一個所述電磁約束熔煉器的高度高于相鄰的下側的電磁約束熔煉器的高度，電磁約束器所產生的熔煉熔池伴隨多晶硅錠的提拉運動對多晶硅錠進行提純，所述爐體的頂部設置有籽晶桿，所述籽晶桿的上端位于所述爐體外側，所述籽晶桿的下端位于所述爐體內，位于所述爐體內的籽晶桿的一端上固定有籽晶，且所述籽晶桿在左右方向上位于電磁約束熔煉器之間，位于所述爐體外側一端籽晶桿上設置有籽晶桿升降裝置，用于驅動所述籽晶桿上下升降及旋轉運動；位于所述爐體外的所述坩堝桿的一端設置有坩堝桿旋轉驅動裝置，用于通過驅動所述坩堝桿轉動帶動所述坩堝轉動。

進一步的技術方案在于：所述電磁約束熔煉器設置有四個，從下到上為電磁約束熔煉器a、電磁約束熔煉器b、電磁約束熔煉器c和電磁約束熔煉器d，其中所述電磁約束熔煉器a和電磁約束熔煉器c位于左側，電磁約束熔煉器b和電磁約束熔煉器d位于右側，電磁約束熔煉器a、電磁約束熔煉器b、電磁約束熔煉器c和電磁約束熔煉器d，用于對多晶硅錠上區域熔煉熔池內的熔體產生對稱的電磁約束力，保持多晶硅錠受力平衡，并可以上下運動和左右運動。

進一步的技術方案在于：每個所述電磁約束熔煉器的下側設置有一個位置傳感器，所述位置傳感器用于感應所述多晶硅錠的直徑，根據直徑變化來調整電磁約束器的位置。

進一步的技術方案在于：與每個所述電磁約束熔煉器相對的位置設置有一個厚度探測器，所述厚度傳感器用于控制所述電磁約束熔煉器形成的區域熔煉熔池的大小，從下到上分別為與電磁約束熔煉器a相對應的厚度探測器a、與電磁約束熔煉器b相對應的厚度探測器b、與電磁約束熔煉器c相對應的厚度探測器c以及與電磁約束熔煉器d相對應的厚度探測器d。

進一步的技術方案在于：所述電磁約束熔煉器包括區域熔煉線圈、線圈絕緣支撐以及電磁約束熔煉器運動桿，所述區域熔煉線圈通過所述線圈絕緣支撐進行支撐并進行絕緣隔離，所述運動桿水平設置，且所述運動桿的一端位于所述爐體內，所述運動桿的另一端位于所述爐體外，位于所述爐體內的所述運動桿的一端與所述線圈絕緣支撐固定連接。