专利名称：用于精制硅的方法及由其精制的硅的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造硅原材料的硅精制方法，所述硅原材料用于太阳能电池。
背景技术：
考虑到环境问题，使用天然能替代石油等等已经引起了人们的注意。其中，使用硅半导体光电转换原理的太阳能电池具有这样的特征，即可很容易地将太阳能转换为电。然而，为了推广太阳能电池，必须降低太阳能电池、尤其是半导体硅的成本。
至于用于半导体集成电路的高纯硅，可通过使用纯度至少为98％的金属硅作为原材料、通过化学方法合成三氯硅烷(SiHCl3)、然后通过蒸馏将其纯化、此后将其精制(Siemens法)来获得约11N(9)的高纯硅，所述金属硅通过碳还原二氧化硅获得。但是，这种高纯硅需要复杂的制造装置和更多的用于还原的能量，因此其必然是一种昂贵的材料。
为了降低太阳能电池的成本，除了将高纯硅再循环之外，还试图直接由金属硅进行冶金精制，所述高纯硅来自于制造半导体集成电路的每一个步骤。至于再循环，当由材料如硅片和CZ锭屑(碎片)生产多晶硅锭时，进行硅熔体的单向凝固，从而通过偏析实现精制。这样，获得了实用的太阳能电池特性。但是，尽管由金属硅单向凝固同时可极好地降低许多杂质元素，但是硼是个例外。由于硼偏析系数很大，为0.8，原则上不能高效地进行硼的凝固偏析。这样，实践中，硼的降低就很困难。
因此，关于硼的去除，已经公开了等离子体熔化工艺，其中将含有硼的硅放置在水冷铜坩锅中，并通过氧化等离子体熔化该金属硅，其中，操作气体为氩气(Ar)以及小量O2或CO2的混合气体(Kichiya Suzuki及其他三人“Gaseous Removal of Phosphorus and Boron from Molten Silicon”，Journalof the Japan Institute of Metals，1990，vol.54，No.2，pp.161-167(参见非专利文献1))。根据这种方法，当金属硅中的硼作为由BO、BO2或B2O3组成的气态氧化硼挥发时，可降低硼的浓度。
还公开了一种方法，其中熔化含有硼的硅和主要成分为氧化钙的熔渣，当通过旋转驱动装置搅拌该熔化硅时，将氧化性气体吹入到熔化硅中，从而通过氧化去除硼(日本专利延迟公开No.2003-213345(参见专利文献1))。根据这种方法，可高效、廉价地制造将用作太阳能电池的、纯度大约为6N(9)的硅。
作为通过使硼成为氧化硼并从熔化硅中挥发来降低硼的方法，在此还有一种方法，其中用混合气体的等离子体来照射熔化硅的表面，从而促进硼的氧化，该混合气体为Ar气或添加氢的Ar气，其含有水蒸汽，还含有二氧化硅粉末(日本专利公开No.4-228414(参见专利文献2))。
根据这种方法，尽管在高温下，可蒸发氧化硼并可将之去除，但是用于等离子体反应的部分因为装置的结构而被局限。因此，该装置的尺寸大、昂贵，且需要很长的精制时间。
已经公开了一种方法，其中将氧化性气体吹入到熔化硅中，在通过氧化去除硼和碳之后，将吹入气体转换为氩气或者氩和氢的混合气体，从而去除氧(日本专利公开No.10-120412(专利文献3))。已公开根据这种方法，通过氧化性气体，使硼和碳变成为氧化物，其通过蒸发去除，在熔化硅中增加的氧移动到吹入的氩气气泡中，从而得以去除。
专利文献1日本专利公开No.2003-213345专利文献2日本专利公开No.4-228414专利文献3日本专利公开No.10-120412非专利文献1Kichiya Suzuki及其他三人，“Gaseous Removal ofPhosphorus and Boron from Molten Silicon”，Journal of the Japan Institute ofMetals，1990，vol.54，No.2，pp.161-167发明内容发明解决的问题在通过冶金方案精制硅的方法中，如上所述，存在用含有氧化性气体的等离子体照射熔化硅表面从而使得氧化硼自熔体表面挥发并得以去除的方法，以及通过含有碱性成分如氧化钙和氧化性气体的熔渣去除硼的方法。由于成本问题，它们中无一是商业性成功的。
使用非专利文献1中公开的方法，报道了这样的问题，即通过含有氧化性气体的等离子体气体和熔化硅的反应，在熔体表面上形成了二氧化硅(SiO2)涂层。在等离子体熔化开始后的15分钟内，约50％的熔体表面被二氧化硅覆盖，从而阻碍了氧化硼自熔体表面挥发去除。这样，硼的去除速度显著降低。
专利文献3中公开的方法是这样一种方法，其中，通过等离子体喷枪将氧化性气体吹到熔化硅的表面，其与非专利文献1中公开的方法类似。因此，如在非专利文献1中公开的一样，在熔化硅的表面上形成二氧化硅涂层，从而阻碍了氧化硼自熔体表面的挥发去除。
本发明的发明人已经研究了专利文献1中公开的方法，其中将熔渣和氧化性气体混合并搅拌，发现了下面的问题。当将氧化性气体吹入到熔化硅中时，由硅的氧化反应产生的二氧化硅(SiO2)被该熔渣吸收。结果，该熔渣的粘稠度增加，混合该熔渣、氧化性气体和熔化硅的效率被削弱以及硼氧化的反应速度降低。这样，降低了硼的去除速度。
本发明解决的问题在于提供高效的精制，而不降低精制速度，从而提供廉价的、用于太阳能电池的硅。
解决问题的措施本发明涉及一种用于精制含有杂质元素的熔化硅的方法。根据一个方面，该方法包括步骤使精制气体与该熔化硅接触，该精制气体含有同该杂质元素反应的成分，从而从该熔化硅去除含有该杂质元素的产物；以及使处理气体与该熔化硅接触，该气体同该熔化硅具有很小的反应活性，从而去除由该熔化硅与精制气体反应产生的产物。
本发明涉及一种用于精制含有杂质元素的熔化硅的方法。根据一个方面，该方法包括步骤使精制气体与该熔化硅接触，该精制气体含有同该杂质元素反应的成分，从而从该熔化硅去除含有该杂质元素的产物；同时，使处理气体与该熔化硅接触，该气体同该熔化硅具有很小的反应活性，从而去除由该熔化硅与精制气体反应产生的产物。
优选该精制气体包括氧化性气体。另一方面，优选处理气体包括惰性气体，更优选地包括还原性气体。优选地，将含有酸性氧化物作为主要成分的精制添加剂添加到熔化硅中。本发明的硅通过这样的方法得以精制。
发明效果根据本发明，可从熔化硅中有效地去除杂质如硼，而不降低杂质的去除速度。此外，由于精制过程简单，所以可以很低的成本制造用于太阳能电池的硅原材料。
图1为用于实施本发明精制方法的装置的概念图。
图2为用于实施本发明精制方法的装置的概念图。
图3显示了每一实施例和对比例中吹入精制气体的累积时间和硅中硼浓度之间的关系。
图4为SiO2-CaO二元体系的相图。
参考数字的说明1熔炉；2坩锅；3电磁感应加热装置；4气体吹入管；5搅拌部分；6气体吹出部分；7气体流动通道；8，28熔化硅；9熔渣；10抗氧化材料层；11精制气体的气泡；25通过吸收所产生的二氧化硅而增加粘度的熔渣。
本发明的最佳实施方式根据本发明用于精制硅的方法包括步骤使精制气体与该熔化硅接触，该精制气体含有同杂质元素反应的成分，从而从该熔化硅中去除含有该杂质元素的产物；以及使处理气体与该熔化硅接触，该气体同该熔化硅具有很小的反应活性，从而去除由该熔化硅与精制气体反应产生的产物。使用这样的精制方法，可有效地去除熔化硅中的杂质元素，同时可去除阻碍杂质蒸发去除的产物。从而实现熔化硅的高效精制。
所述精制气体为含有同熔化硅中杂质元素反应的成分的气体，而杂质元素为硼、碳等等，可特别使用氧化反应从熔化硅中将其去除。优选地，该精制气体为这样一种气体，其中Ar载气含有水蒸汽。通过使用简单的加湿器(蒸发器)，将气体露点设置在20℃-90℃的代表性范围，可容易地以约2体积％-70体积％的范围将水蒸汽包含在精制气体中。可酌情将氢添加到精制气体中。
含在精制气体中、同杂质元素反应的成分不局限为水蒸汽，例如可使用含有氧原子的气体如氧和二氧化碳。此外，考虑到广义的氧化反应，同样还可使用卤基气体如氯化氢。因此，作为含在精制气体中、同杂质元素反应的成分，可优选使用氧化性气体。对于载气而言，特别优选同硅具有很小反应活性的惰性气体如Ar，同时还可使用氮化物等等。
除了含有杂质元素的产物如氧化硼外，由熔化硅和精制气体反应产生的产物例如为SiO2(此后称之为“产生的二氧化硅”)，其通过将含有水蒸汽的精制气体吹入到熔化硅中从而将硅氧化而产生。
该处理气体为同熔化硅具有很小反应活性的气体，例如优选为惰性气体如Ar或氮化物。优选地，该处理气体包括还原性气体如氢，因为其可有效地去除由熔化硅和精制气体的氧化反应产生的二氧化硅等等。
精制添加剂例如为二氧化硅(SiO2)和氧化钙(CaO)的混合物。图4为SiO2-CaO二元体系的相图。可在Advanced Physical Chemistry for ProcessMetallurgy，1997，p109，图3.7中找到图4。如图4所示，可在约1460℃或更高温度下，使二氧化硅和氧化钙的混合物达到熔化状态，该温度高于硅约1414℃的熔点。此后，将在这种熔化状态下的精制添加剂称之为“熔渣”。
例如在专利文献2中公开了作为氧化剂的二氧化硅粉末的用途。二氧化硅粉末同熔化硅的可润湿性很差，不能将之大量添加到熔化硅中，其有时阻碍了精制硅的速度。使用二氧化硅和氧化钙的混合物作为精制添加剂，可改善同熔化硅的可润湿性，因此，可大量引入在精制硅中必需的、作为熔渣的氧化剂。
当使用由二氧化硅和氧化钙的混合物组成的精制添加剂时，由于作为氧化剂，二氧化硅很有用，所以优选含有二氧化硅作为主要成分的精制氧化物。但是，当使用含有二氧化硅作为主要成分的精制添加剂时，熔渣有时可附着在气体吹出部分并使之堵塞。此外，含有二氧化硅作为主要成分的熔渣的粘度通常很大。因此，一旦其附着，很难使之剥离。
因此，为了有效地阻止气体吹出部分的堵塞，优选添加至少一种碱金属氧化物如氧化锂或氧化钠。通过将碱金属氧化物添加到精制添加剂中，可降低熔渣的粘度并阻止其附着到气体吹出部分上。
当将碱金属氧化物添加到精制添加剂中时，尽管可直接添加碱金属氧化物，但是由于当碱金属氧化物同水反应并变成为氢氧化物时，其呈现出强碱性，所以必须对之谨慎处理。因此，优选将碱金属碳酸盐、碳酸氢盐以及硅酸盐中的至少一种添加到精制添加剂中。例如，通过添加碳酸锂、碳酸氢锂或硅酸锂并加热，可获得与将氧化锂添加到二氧化硅相似的效果。通过将碳酸钠、碳酸氢钠或硅酸钠添加到二氧化硅中并加热，可获得与将氧化钠添加到二氧化硅中相似的效果。因此，优选该精制添加剂含有酸性氧化物(acidic oxide)作为主要成分。在此，主要成分是指含量为至少50质量％，优选至少60质量％的成分。
向用于本发明的精制添加剂中，例如可酌情添加氧化铝、氧化镁、氧化钡或氟化钙，其通常用于如冶炼钢的领域。
下面，将公开本发明的一个实施方案，其采用从熔化硅中去除硼的方法作为实施例。由于本发明效果通过氧化反应实现，所以将被去除的杂质元素不局限为硼，例如，通过氧化反应去除的代表性杂质元素可以为碳。
图1显示了用于实施本发明精制方法的装置的优选实施例。如图1所示，该装置包括具有不锈钢制成的壁的熔炉1，石墨制成的坩锅2，其中倾倒有熔化硅8，电磁感应加热装置3和石墨制成的气体吹入管4。根据需要，将熔渣9同熔化硅8混合。
气体吹入管4包括在其下部的搅拌部分5和气体吹出部分6。在气体吹入管4的上部，提供用于在熔化硅8中旋转搅拌部分5的旋转驱动装置(未示出)。此外，在该气体吹入管4的上部提供用于将搅拌部分5浸入熔化硅8中或自其中去除搅拌部分5的提升和降低装置(未示出)。
在具有搅拌部分5的气体吹入管4中，形成了中空气体流动通道7，通过该通道形成精制气体流路。在气体吹入管4穿过熔炉1的壁的部分，提供用于确保熔炉1密封以及用于允许气体吹入管4旋转的密封装置12。
首先，在该装置的坩锅2中，放置纯度约为98％的金属硅(冶金等级的硅)(此后称之为“MG-Si”)，以及如果需要，放置精制添加剂。通过电磁感应加热装置3加热坩锅2，同时熔炉1中的空间为惰性气体氛围如Ar。通过来自坩锅2的热传递，MG-Si和精制添加剂的温度增加，从而使得其熔化。将这样获得的熔体保持在规定的处理温度，典型地在1450℃-1600℃。在搅拌该熔体之前，将熔化的精制添加剂(此后还称之为“熔渣”)自熔化硅中分离。
接着，通过提升和降低装置，降低气体吹入管4，从而使该气体吹入管4和搅拌部分5浸入到坩锅2中的熔化硅8中。随后，当在气体吹入管4中通过中空气体流动通道7，将精制气体自气体吹出部分6吹入到熔化硅8中时，通过旋转驱动装置，以箭头标明的方向旋转气体吹入管4，从而搅拌熔化硅8。
这样，吹入到熔化硅8中的精制气体的气泡11变得很细小，且同熔化硅8接触，同时其在熔化硅8中均匀地分散。然后，在整个熔化硅8中，促进了熔化硅8和精制气体之间的反应，产生了含在熔化硅8中的杂质元素如硼的氧化物。通过蒸发等等可自熔化硅去除该氧化物。因此，根据本发明，由于该精制气体均匀地分散在熔化硅8中，且可立即从整个熔化硅8中基本上去除杂质，所以可高效地精制硅。
另一方面，当使用精制添加剂时，吹入到熔化硅8和熔渣9中的精制气体的气泡11是细小的，其可均匀地分散在熔化硅8中。然后，在整个熔化硅8中，促进了熔化硅8、熔渣9和精制气体之间的反应，产生了含在熔化硅8中的杂质元素如硼的氧化物。可通过蒸发等等从熔化硅中去除该氧化物。因此，根据本发明，由于该精制气体均匀地分散在熔化硅8中，且可立即从整个熔化硅8中基本上去除杂质，所以可高效地精制硅。
在此，当使用比重大于MG-Si的熔渣时，优选将搅拌部分5降低到上层(即熔化硅层)和下层(即熔渣层)之间的界面附近，此后旋转气体吹入管4。以这样的方式，自气体吹出部分6吹出的精制气体的气泡11和熔渣9可更容易地均匀分散在熔化硅8中。
在精制气体、熔化硅8以及所添加的熔渣9在坩锅2中很有效地混合，且每一相之间的接触面积显著增加的状态下，根据需要添加在精制气体中的熔渣9和氧化性气体提供的氧显著促进了熔化硅8中的杂质如硼的氧化反应。
通过搅拌熔化硅8，从而使得熔渣9更均匀地分散在其中，可有效地发挥作为氧化剂的熔渣9的功能。值得注意的是精制添加剂不必全部熔化，即使其部分为固体，也可获得基本上相同的效果。另一方面，考虑到杂质的去除，精制硅时，期望将硅和精制添加剂都保持在熔化状态。
当未将精制添加剂添加到MG-Si中，或当添加的精制添加剂的比重小于MG-Si时，优选将搅拌部分5降低到熔化硅8的下部，此后旋转气体吹入管4。
优选精制气体的引入压力大于0.10Mpa，更优选其在0.15Mpa-0.3Mpa的范围内。在这种方式下，即使当高粘度的熔渣9混合在熔化硅8中时，也可连续稳定地吹出精制气体。
期望在气体流动通道7的内壁中形成抗氧化材料层10如氧化铝。在这种方式下，将熔化硅8的温度保持在约1450℃-1600℃，因此将部分气体吹入管4和与熔化硅8接触的搅拌部分5加热到同熔化硅8基本上相同的温度。通过来自熔化硅8的热传递，在接近熔化硅8的部分，将气体吹入管4加热到约1500℃或更高的温度。在这样的高温环境下，如果将精制气体中的氧化性气体如水蒸汽同石墨元件接触，石墨元件将很易被氧化并被腐蚀。考虑到这一点，通过在气体流动通道7的内壁上形成抗氧化材料层10，可抑制石墨元件的腐蚀。
除了氧化铝之外，同时可将氮化硅、碳化硅等等用作抗氧化材料，特别优选氧化铝，因为其在高温下的强度、抗氧化性气体的能力极佳，且其成本很低。不特别限制在气体流动通道7的内壁上形成抗氧化材料的方法。可将一根抗氧化材料管插入气体流动通道中，从而覆盖气体吹入管4的内表面；可将抗氧化材料糊料施用在气体流动通道7的内部；或者通过沉积、汽相外延方法等等形成抗氧化材料的薄膜。
接着，将公开二氧化硅的去除，其由熔化硅和精制气体的反应产生。图2为使用类似图1中精制装置而形成的装置来精制熔化硅的实施例。如图2所示，将含有氧化性气体的精制气体吹入熔化硅中，并持续硼的去除过程，吸收二氧化硅且增加粘度的熔渣25象盖子一样部分覆盖熔化硅28的表面，所述二氧化硅由熔化硅和精制气体的反应产生。在这样的状态下，吸收所产生的二氧化硅且增加粘度的熔渣25很难分散在熔化硅中，硼的去除速度恶化。
在这样的状态下，通过停止将精制气体吹入到熔化硅28中，以及仅将Ar等等处理气体吹入到熔化硅28中以同熔渣25接触，可降低这样的粘度，且可恢复硼的去除速度，所述熔渣吸收所产生的二氧化硅、部分覆盖熔体表面，且增加粘度。此外，当所使用的精制添加剂的比重轻于硅时，例如在制备为SiO2∶Li2O＝80∶20(质量比)的熔渣情况下，其大部分漂浮在熔体表面，且附着在坩锅壁的周围。还在这样的情况下，通过吹入处理气体，可降低覆盖熔体表面的熔渣粘度，且可恢复硼的去除速度。
进一步研究本发明，优选在总吹入时间相同时，将精制气体吹入数次，且在每一精制气体吹入过程之后，吹入处理气体，从而更高效地去除杂质如硼。此外，优选将氢添加到处理气体中，从而改进降低熔渣粘度的效果，所述熔渣吸收所产生的二氧化硅并增加粘度。此外，还可通过这样的方法来高效地精制熔化硅，而不降低硼等等的去除速度，所述方法包括步骤使精制气体与熔化硅接触，从而从该熔化硅中去除含有杂质元素的产物；同时，使处理气体与该熔化硅接触，从而去除由该熔化硅与精制气体反应产生的产物。考虑到处理过程，由于本发明的精制方法简单、有效，所以可以提供用于太阳能电池的、廉价的硅原材料。
(实施例1)在本实施例中，将1Kg MG-Si放置在图1中的坩锅2中，然后，以相当于20重量％MG-Si的量将二氧化硅粉末、硅酸锂粉末和硅酸钙粉末混合，并将之放置在坩锅2中。将二氧化硅粉末、硅酸锂粉末和硅酸钙粉末转化成二氧化硅∶氧化锂∶氧化钙＝67∶16∶17(质量比)，并将之混合。接着，将熔炉1的内部设置为0.10Mpa的Ar气氛，并使用电磁感应加热装置3加热坩锅2，从而熔化MG-Si，并将之保持在1550℃。为了在处理前测量硼含量，提取约20g的熔化硅8，将其中5g用来测量。
作为精制气体，使用这样一种气体，其中相对于由Ar和氢的混合气体(氢的体积百分比为4％)组成的载气，混合有60体积％的水蒸汽。以14L/min的流速将精制气体引入气体吹入管4中。通过提升和降低装置，降低气体吹入管4，从而将搅拌部分5放置在熔化硅8的下部。当将精制气体由搅拌部分5的气体吹出部分6吹入到熔化硅8中时，通过旋转装置以400rpm旋转气体吹入管4，从而进行40分钟的精制过程。
此后，停止水蒸汽同精制气体的混合，并将作为处理气体的、Ar和氢的混合气体(氢的体积百分比为10％)以10L/min的流速，自搅拌部分5吹入到熔化硅8中达20分钟。此持，酌情调节流入到熔炉1中的大气流动速度，从而使熔炉1中氢的浓度低于爆炸极限(4体积％-75体积％)的下限。在进行处理气体吹入过程达20分钟后，提取约20g的熔化硅8，将其中5g用来测量硼浓度。前述操作构成一个循环。将该循环重复3次。因此，精制气体的总吹入时间为120分钟，且总处理气体吹入时间为60分钟。精制气体吹入前、精制气体吹入后累计40分钟、80分钟以及120分钟的硼浓度测量结果如图3所示。结果，当精制气体的吹入时间越长时，硼浓度持续降低，硼的去除得以实现，而未在精制过程期间降低硼的去除速度。
(第二实施例)除了为了阐明氢在处理气体中的作用而使用仅含有Ar的处理气体之外，以类似第一实施例的方式进行精制过程。结果示于图3。如图3所示，在该未将氢添加到处理气体的实施例中，尽管同第一实施例相比，硼的浓度略高，但是仍可有效地进行硼的去除，而未降低硼的去除速度。
(第三实施例)在本实施例中，除了改变精制添加剂的成分外，以类似第一实施例的方式进行精制过程。作为精制添加剂，将二氧化硅粉末和硅酸锂粉末转化为二氧化硅∶氧化锂＝80∶20(质量比)并将之混合。结果示于图3。如图3所示，同第一实施例相比，硼的浓度略高。如下设想其中原因。同第一实施例相比，由于二氧化硅∶氧化锂＝80∶20(本实施例)的精制添加剂的比重轻于二氧化硅∶氧化锂∶氧化钙＝67∶16∶17的精制添加剂(第一实施例)，所以熔渣易于漂浮在熔体表面上，且氧化硼的蒸发去除速度降低。但是，通过进行处理气体吹入过程，可有效地实现硼的去除，而未降低硼的去除速度。
(第四实施例)在本实施例中，除了改变精制添加剂的成分外，以类似第一实施例的方式进行精制过程。作为精制添加剂，将二氧化硅粉末和硅酸钙粉末转化为二氧化硅∶氧化钙＝45∶55(质量比)并将之混合。结果示于图3。如图3所示，同第一至第三实施例相比，硼的浓度高很多，且精制添加剂中的主要成分为氧化钙(本实施例)。但是，通过进行处理气体吹入过程，可有效地实现硼的去除，而未降低硼的去除速度。
基于本实施例与第一至第三实施例的比较，发现含有更多二氧化硅成分(即酸性氧化物，如在第一至第三实施例中使用的一样)的精制添加剂可更有效地去除硼。在本实施例中，精制气体吹入过程之前的原始硼浓度低于其它实施例。如下设想其原因。由于本实施例的精制添加剂碱性高(强碱的)，所以吸收强酸性的硼氧化物并使之分散在熔渣中。
(第五实施例)
在本实施例中，除了不使用精制添加剂以外，以类似第一实施例的方式进行精制过程。结果示于图3。在本实施例中，不使用添加剂，同时在硅熔体表面上产生的二氧化硅的量很小，观察到其形成很薄的、覆盖熔体表面的涂层薄膜。此外，如图3所示，同第一至第四实施例相比，在未使用添加剂的本实施例中，硼浓度更高。但是，通过进行处理气体吹入过程，可去除所产生的、涂层薄膜状的二氧化硅，且可有效地实现硼的去除，而未降低硼的去除速度。
(对比例)在本对比例中，除了不吹入处理气体以外，以类似第一实施例的方式进行精制过程。结果示于图3。如图3所示，同第一至第四实施例相比，发现本对比例的硼浓度更高，且随着精制气体吹入时间的累计，硼的去除速度逐渐降低。
应该理解的是此处公开的实施例是说明性的，且无论从哪一方面来看都是非限制性的。本发明范围由权利要求的条款，而不是上述说明书确定，且其包括等同于该权利要求条款的内涵和范围内的任何变化。
工业实用性根据本发明，可从熔化硅中有效地去除杂质，并可提供用于太阳能电池的廉价硅原材料。
权利要求
1.一种用于精制含有杂质元素的熔化硅(8)的方法，其包括步骤使精制气体与所述熔化硅(8)接触，该精制气体含有与所述杂质元素反应的成分，从而从所述熔化硅(8)中去除含有所述杂质元素的产物；以及使处理气体与所述熔化硅(8)接触，该气体同所述熔化硅(8)具有很小的反应活性，从而去除由所述熔化硅(8)与所述精制气体反应产生的产物。
2.根据权利要求1用于精制硅的方法，其中所述精制气体包括氧化性气体。
3.根据权利要求1用于精制硅的方法，其中所述处理气体包括惰性气体。
4.根据权利要求1用于精制硅的方法，其中所述处理气体包括还原性气体。
5.根据权利要求1用于精制硅的方法，其中将含有酸性氧化物作为主要成分的精制添加剂添加到所述熔化硅中。
6.一种用于精制含有杂质元素的熔化硅(8)的方法，其包括步骤使精制气体与所述熔化硅(8)接触，该精制气体含有与所述杂质元素反应的成分，从而从所述熔化硅(8)中去除含有所述杂质元素的产物；以及同时地，使处理气体与所述熔化硅(8)接触，该气体同所述熔化硅(8)具有很小的反应活性，从而去除由所述熔化硅(8)与所述精制气体反应产生的产物。
7.根据权利要求6用于精制硅的方法，其中所述精制气体包括氧化性气体。
8.根据权利要求6用于精制硅的方法，其中所述处理气体包括惰性气体。
9.根据权利要求6用于精制硅的方法，其中所述处理气体包括还原性气体。
10.根据权利要求6用于精制硅的方法，其中将含有酸性氧化物作为主要成分的精制添加剂添加到所述熔化硅中。
11.通过根据权利要求1的方法精制的硅。
12.通过根据权利要求6的方法精制的硅。
全文摘要
本发明涉及一种用于精制含有杂质元素的熔化硅(8)的方法，以便有效地精制硅而不降低精制速度，可以低成本提供用于太阳能电池的硅。根据本发明的一个方面，该方法包括使纯化气体与该熔化硅(8)接触，从而从该熔化硅(8)中去除含有该杂质元素的产物的步骤，该纯化气体含有同该杂质元素反应的成分，以及使处理气体与该熔化硅(8)接触，该处理气体同该熔化硅(8)具有很低水平的反应活性，从而去除该熔化硅(8)与该纯化气体之间反应的产物。
文档编号C01B33/00GK1984842SQ20058002374
公开日2007年6月20日 申请日期2005年7月7日 优先权日2004年7月13日
发明者福山稔章, 和田健司 申请人:夏普株式会社