[發明專利]一種基于硅廢料分級的再生多晶硅鑄錠工藝

在審

• 申請號: 202011199657.7
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112195513A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 王強;陳聰;宋帥迪;程傲霜;王松;靳松華;盛春華
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 蔡晶晶

本發明涉及一種基于硅廢料分級的再生多晶硅鑄錠工藝，將不同批次和不同來源的多晶硅廢料進行粉碎并放入容器中混合攪拌；分別從容器內隨機抽取若干份硅廢料并裝入容器內壓緊，測量兩端間的電阻，計算硅廢料的電阻率及其平均值；當判斷混合已均勻時，根據硅廢料的電阻率平均值落在預先劃分的區間，將硅廢料進行分級，將同一等級的硅廢料按照對應的鑄錠工藝進行再生多晶硅鑄錠。本發明創新的采用了電阻測量法來進行硅料的分類，針對粉碎混合均勻的硅廢料，則可選用針對性的工藝進行鑄錠，實現了晶硅鑄錠的精細化控制，提高了硅錠的質量。

技術領域

本發明屬于晶硅鑄錠技術領域，特別涉及硅廢料的分級再生。

背景技術

晶體硅太陽電池根據其制備所用的硅片可以分為多晶硅太陽電池和單晶硅太陽電池。多晶硅太陽電池的多晶硅片采用定向凝鑄法生產，單晶硅太陽電池的單晶硅片則采用柴可拉斯基法（直拉法）制備。這兩種硅片的制備方法都不可避免的會產生的高雜質濃度頭尾部區和邊皮區。對于硅片生產廠家來說，這些廢料會占用大量的場地，同時長期存放會對環境造成污染。因此，需要對這些廢料進行再生提純，實現廢物再利用。但是，由于硅錠、硅棒不同部位產生的廢料的雜質濃度不一樣，如多晶硅錠頂部的雜質濃度最高，而邊皮的雜質濃度較低；單晶硅棒的底部雜質濃度高，而頂部和邊皮的雜質濃度較低，較難采用統一的制備工藝方法進行提純，而根據不同的廢料進行分類提純，則由于單一的廢料量較少，單獨提純的成本更高，得不償失。因此，研究如何有效地進行硅廢料的分類，不同成分硅廢料的再生提純工藝，成為了研究的熱點。

再生多晶硅鑄錠工藝的主要困難之一就是如何將不同企業、不同批次、不同部位的硅料進行分類、混料和確定鑄錠工藝參數。目前人們對于再生多晶硅料的分類主要采用抽測的方法。隨機挑選再生硅料中的料塊，用便攜式四探針測試儀測試料塊電阻來進行分類。但是，這個方法用來進行材料的分類并不非常合適，由于多晶硅料不規則，因此四探針法無法準確的測量得到硅料的電阻。更為重要的是頭尾、邊皮料中的雜質分布是不均勻的，無法僅僅通過表面測試就得到整塊硅料的雜質濃度，因此目前所采用的硅料測量分類的方法是不科學的。

發明內容

本發明的目的在于，克服上述現有技術的缺陷，提供一種基于硅廢料分級的再生多晶硅鑄錠工藝。

為了實現本發明目的，本發明提供的基于硅廢料分級的再生多晶硅鑄錠工藝，其特征在于步驟如下：

步驟1、將不同批次和不同來源的多晶硅廢料進行粉碎并放入容器中混合攪拌；

步驟2、分別從容器的不同位置隨機抽取硅廢料X份，X為不小于7的自然數；

步驟3、將取出的X份硅廢料分別裝入標準的柱形容器內壓緊，并測量兩端間的電阻，并計算該X份硅廢料的電阻率，及電阻率的平均值；

步驟4、如果滿足下述條件：X份硅廢料的電阻率與平均值之差的絕對值小于平均值的10%，則認為硅廢料已混合均勻；否則繼續攪拌硅廢料，并轉至步驟3，直到滿足上述條件；

步驟5、根據所述硅廢料混合均勻后電阻率的平均值落在預先劃分的區間，將硅廢料進行分級，平均值R越低，硅廢料的純度越高，硅廢料等級越高，將同一等級的硅廢料按照對應的鑄錠工藝進行再生多晶硅鑄錠。

本發明創新的采用了電阻測量法來進行硅料的分類，通過將再生硅料粉碎后隨機選取硅料壓實進行電阻測量。由于電阻測量法測試的是粉碎后混合硅料的電阻值，因此，對于再生硅料的分類更有代表意義。而針對粉碎混合均勻的硅廢料，則可選用針對性的工藝進行鑄錠，實現了晶硅鑄錠的精細化控制，提高了硅錠的質量。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。

基于硅廢料分級的再生多晶硅鑄錠工藝，步驟如下：