的具有任何合适量的暂时重叠或 缺乏的所有合适的配置和方法。
[0135] 定向凝固可以包括使用顶部加热器将硅加热至至少约1450°C、1460°C或1470°C， 并在大约8小时至26小时内缓慢地将硅的顶部的温度从约1450°C、1460°C或1470°C冷却 至1410°C。定向凝固可以包括使用顶部加热器将硅加热至至少约1450°C，并保持硅的顶部 的温度大致恒定在约1450°C和1460°C之间约16小时，取决于锭块的重量和高度。定向凝 固可以包括关闭顶部加热器，使硅冷却约4小时至8小时，然后从定向凝固坩埚移除顶部加 热器。
[0136] 在一个实施方案中，定向凝固包括使用顶部加热器将硅加热至至少约1450°C，并 保持硅的顶部的温度大致恒定在约1440°C和1460°C之间约16小时至24小时，取决于锭块 的重量和高度。实施方案包括关闭顶部加热器，使硅冷却约4小时至8小时，然后从定向凝 固坩埚移除顶部加热器。
[0137] 在另一实施方案中，定向凝固包括使用顶部加热器将硅加热至至少约1450°C、 1460°C或1470°C，并在约10小时至16小时内缓慢地将硅的顶部的温度从约1450°C冷却至 14KTC。实施方案包括关闭顶部加热器，使硅冷却约4小时至12小时，然后从定向凝固坩 埚移除顶部加热器。
[0138] 在另一实施方案中，定向凝固可以包括使用顶部加热器利用至少约60%、70%或 80%的由发电机产生的总功率的功率控制来将硅加热至至少约1450°C、1460°C或1470°C。 功率可以保持大致恒定在约60%、70%或80%功率之间约10小时至16小时。可以关闭对 顶部加热器的供电，可以使硅冷却大约4小时至12小时，在此之后可以从定向凝固坩埚移 除顶部加热器。
[0139] 在另一实施方案中，定向凝固可以包括使用顶部加热器利用至少约60%、70%或 80%的由发电机产生的总功率的功率控制将硅加热至至少约1450°C、1460°C或1470°C。允 许硅的顶部的温度在约10小时至16小时内从约1450°C冷却至1410°C。可以关闭顶部加 热器，用于冷却硅约4小时至12小时，在此之后可以从定向凝固坩埚移除顶部加热器。
[0140] 所述方法可以包括从定向凝固坩埚中移出第二硅。可以通过任何合适的方法移出 硅。例如，可以通过翻转定向凝固坩埚并使第二硅能够从定向凝固坩埚中滴出来移出硅。在 另一实例中，定向凝固坩埚在中间被分开以形成两半，使得能够容易地从坩埚中移出第二 娃。
[0141] 所述方法可以包括移出最后的硅液体。在凝固期间，通过偏析液体被杂质饱和，可 以将最后的硅液体从定向凝固坩埚中移出到另一容器中。在凝固后可以容易地从坩埚或模 具中移出第二硅。该方法可以改善锭块的品质和生产成本。
[0142] 所述方法可以包括从定向凝固的第二硅中移除任何合适的部分。优选地，移除合 适的部分导致硅锭块的整体纯度提高。例如，该方法可以包括从定向凝固的第二硅中移除 至少一部分的最后凝固部分。优选地，定向凝固的硅的最后凝固部分是锭块的顶部，因为其 是在底部至顶部的定向凝固期间被定向的。通过偏析，最大浓度的杂质一般存在于凝固的 硅的最后凝固部分中。因此，移除最后凝固部分可以从凝固的硅中去除杂质，得到比第一硅 具有更低浓度的杂质的经修整的第二硅。去除硅的一部分可以包括用带锯切割固体硅。去 除硅的一部分可以包括喷丸处理或蚀刻。喷丸处理或蚀刻通常也可以用来清洁或去除第二 硅的任何外表面，而不只是最后凝固部分。
[0143] 所述方法可以包括使用阶梯式溶解溶液和洗涤过程从硅-铝复合物中纯化硅。溶 解溶液可以包括酸溶液。溶解溶液可以与硅中的包括铝在内的杂质反应或溶解该杂质。所 述方法包括使第一硅-铝复合物与弱溶解溶液混合。充分进行混合以使第一复合物至少部 分地与弱溶解溶液反应。该混合提供第一混合物。所述方法还包括分离第一混合物。第一 混合物的分离提供第三硅-铝复合物和弱溶解溶液。所述方法还包括使第三硅-铝复合物 与强溶解溶液混合。充分进行混合以使第三复合物至少部分地与强溶解溶液反应。该混合 提供第三混合物。所述方法还包括分离第三混合物。该分离提供第一硅和强溶解溶液。所 述方法还包括使第一硅与第一漂洗溶液混合。该混合提供第四混合物。所述方法还包括分 离第四混合物。第四混合物的分离提供湿的纯化硅和第一漂洗溶液。所述方法还包括干燥 湿的纯化硅。湿的纯化硅的干燥提供了干燥的纯化硅。
[0144] 其他实施方案
[0145] 本发明提供以下示例性实施方案，其编号不应解释为表示重要水平：
[0146] 实施方案1提供了用于定向凝固的设备，其包括：包括底部的定向凝固坩埚；和冷 却平台，所述冷却平台包括：限定了孔的第一表面，所述孔配置为接收所述定向凝固坩埚的 底部的一部分，和冷却管道，所述冷却管道配置为将一部分的强制空气提供到所述定向凝 固谢埚的底部的一部分。
[0147] 实施方案2.实施方案1所述的设备，其中所述定向凝固坩埚的多个侧壁包含热面 耐火材料。
[0148] 实施方案3.实施方案1或2所述的设备，其中所述定向凝固坩埚的底部包含传导 性耐火材料。
[0149] 实施方案4.实施方案1至3中任一项所述的设备，其中利用强制空气，所述定向 凝固坩埚的底部的一部分以约10% /小时的速率散热。
[0150] 实施方案5.实施方案1至4中任一项所述的设备，其中所述定向凝固坩埚的底部 的至少一部分包括配置为散热的多个传热片。
[0151] 实施方案6.实施方案5所述的设备，其中所述多个传热片的至少一部分沿着所述 定向凝固坩埚的底部向外延伸。
[0152] 实施方案7.实施方案5或6所述的设备，其中所述传热片包括扁钢条。
[0153] 实施方案8.实施方案5至7中任一项所述的设备，其中所述传热片包含不锈钢。
[0154] 实施方案9.实施方案1至8中任一项所述的设备，其中所述定向凝固坩埚的底部 的至少一部分包括凸面，所述凸面配置为位于所述孔内。
[0155] 实施方案10.实施方案1至9中任一项所述的设备，其中所述孔基本上接收所述 定向凝固坩埚的底部的中央。
[0156] 实施方案11.实施方案1至10中任一项所述的设备，其中所述孔配置为通过允许 所述坩埚基本水平地支撑在所述冷却平台上来接收所述定向凝固坩埚的底部的一部分。
[0157] 实施方案12.实施方案1至11中任一项所述的设备，其中所述孔配置为接收所述 底部的约25%的表面积。
[0158] 实施方案13.实施方案1至12中任一项所述的设备，其中所述孔为圆形的。
[0159] 实施方案14.实施方案1至12中任一项所述的设备，其中所述孔为矩形的。
[0160] 实施方案15.实施方案1至14中任一项所述的设备，其中所述第一表面与第二表 面分隔开以限定所述冷却管道的矩形横截面。
[0161] 实施方案16.实施方案1至15中任一项所述的设备，其中所述冷却管道还包括第 二表面，所述第二表面配置为与所述第一表面一起限定喷嘴，其中所述喷嘴将一部分的强 制空气提供到由所述孔接收的所述定向凝固坩埚的底部的一部分。
[0162] 实施方案17.实施方案1至16中任一项所述的设备，其中所述冷却管道配置为将 一部分的强制空气基本垂直地提供到所述定向凝固坩埚的底部的一部分。
[0163] 实施方案18.实施方案1至17中任一项所述的设备，其中所述冷却管道包括冷却 管道入口，所述冷却管道入口配置为向所述冷却管道提供强制空气。
[0164] 实施方案19.实施方案18所述的设备，其中所述冷却管道入口包括至少一个强制 空气入口，所述强制空气入口配置为接收来自风扇的强制空气。
[0165] 实施方案20.实施方案1至19中任一项所述的设备，其中所述冷却管道配置为以 基本均匀的方式将一部分的强制空气提供到所述定向凝固坩埚的底部的一部分。
[0166] 实施方案21.实施方案1至20中任一项所述的设备，其中提供到所述定向凝固坩 埚的底部的一部分的所述一部分的强制空气是湍流的。
[0167] 实施方案22.实施方案1至21中任一项所述的设备，其中提供到所述定向凝固坩 埚的底部的一部分的所述一部分的强制空气的速度为至少约16米/秒（m/s)。
[0168] 实施方案23.实施方案1至21中任一项所述的设备，其中提供到所述定向凝固坩 埚的底部的一部分的所述一部分的强制空气的体积速度为至少约5000立方英尺/分钟。
[0169] 实施方案24.实施方案18至23中任一项所述的设备，其中由所述冷却管道入口 接收的强制空气大约在环境温度下。
[0170] 实施方案25.实施方案1至24中任一项所述的设备，其还包括顶部加热器，所述 顶部加热器包括至少一个加热构件，所述加热构件包括加热元件或感应加热器。
[0171] 实施方案26.实施方案25所述的设备，其中所述顶部加热器还包括隔热体，所述 隔热体包括隔热砖、耐火物、耐火物的混合物、隔热板、陶瓷纸、高温毛或其混合物。
[0172] 实施方案27.实施方案26所述的设备，其中所述顶部加热器还包括外套，其中所 述隔热体至少部分地设置在加热元件和顶部加热器外套之间。
[0173] 实施方案28.实施方案27所述的设备，其中所述顶部加热器外套包含不锈钢。
[0174] 实施方案29.实施方案1至28中任一项所述的设备，其中所述定向凝固坩埚还 包括外套，其中所述外套限定了接受一部分的强制空气的所述定向凝固坩埚的底部的一部 分。
[0175] 实施方案30.用于定向凝固的方法，其包括：提供或接收第一硅，提供或接收包括 底部的定向凝固坩埚，和提供或接收冷却平台。所述冷却平台包括限定了孔的第一表面和 冷却管道，所述孔配置为接收所述定向凝固坩埚的底部的一部分，所述冷却管道配置为将 强制空气提供到所述定向凝固坩埚的底部的一部分。所述方法还包括利用所述强制空气冷 却所述定向凝固坩埚的一部分，并在所述定向凝固坩埚中定向凝固所述第一硅以提供第二 娃。
[0176] 实施方案31.实施方案30所述的方法，还包括将加热器放置在所述定向凝固坩埚 的上方，包括将选自加热元件和感应加热器的加热构件放置在所述定向凝固坩埚的上方。
[0177] 实施方案32.实施方案30或31所述的方法，其中所述接收包括接收来自风扇的 所述强制空气。
[0178] 实施方案33.实施方案30至32中任一项所述的方法，还包括以湍流形式将所述 强制空气提供到所述定向