一种多晶硅锭的开方装置和方法与流程

本发明属于光伏设备制造技术领域，特别是涉及一种多晶硅锭的开方装置和方法。

背景技术：

目前G6多晶硅锭开方过程中，普遍采用的如图1所示的布线方式，图1为现有技术中采用的多晶硅锭开方布线的方式的示意图。开方后得到可用硅块101和多晶边皮102其中，多晶边皮102的厚度约为3cm，靠坩埚面的多晶边皮由于受到坩埚喷涂的氮化硅和坩埚中其他杂质的扩散影响，导致靠坩埚面的多晶边皮中杂质含量高，正常情况下，该部分的多晶边皮经过打磨和清洗后，循环用于铸锭过程中。打磨过程中，硅料成粉尘状，无法循环使用，造成硅料的损耗，而且打磨过程中，会产生大量粉尘和噪音，对员工造成一定的伤害，打磨过程中，由于部分杂质镶嵌的较深，杂质无法通过打磨过程被完全去除，循环使用会导致杂质被重新引入硅锭中，降低铸锭质量。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种多晶硅锭的开方装置和方法，将边皮料分为两部分，靠近坩埚面的边皮，杂质含量较高，后续将其回炉提纯后再铸锭，而靠中心硅锭区的边皮则可以直接通过清洗后循环使用，能够减少靠近坩埚面的边皮的打磨，减少硅料中的杂质，提高铸锭质量，避免杂质去除不完全和粉尘状硅料的损耗问题。

本发明提供的一种多晶硅锭的开方装置，包括相互平行的多条切割线，其中位于最外侧的边皮切割线用于切出边皮，在所述边皮切割线的外侧还设置有至少一条对所述边皮进行细分的附加切割线，用于将靠近坩埚面的边皮与靠近中心硅锭的边皮分离出来。

优选的，在上述多晶硅锭的开方装置中，所述附加切割线的数量为一条。

优选的，在上述多晶硅锭的开方装置中，所述附加切割线与硅锭边缘之间的水平方向上的距离为5毫米至10毫米。

优选的，在上述多晶硅锭的开方装置中，所述边皮切割线与所述硅锭边缘之间的水平方向上的距离为15毫米至40毫米。

本发明提供的一种多晶硅锭的开方方法，包括：

利用如权利要求1-4任一项所述的开方装置对多晶硅锭进行开方，得到靠近坩埚面的边皮以及靠近中心硅锭的边皮；

将所述靠近坩埚面的边皮清洗后进行回炉提纯；

将所述靠近中心硅锭的边皮清洗后直接循环利用，生长多晶硅锭。

优选的，在上述多晶硅锭的开方方法中，所述将所述靠近坩埚面的边皮清洗后进行回炉提纯包括：

将所述靠近坩埚面的边皮清洗后放入坩埚中进行熔化铸锭，将杂质聚集到硅锭的头部和尾部，再将硅锭头部和尾部进行打磨酸洗以进一步除杂提纯。

通过上述描述可知，本发明提供的上述多晶硅锭的开方装置和方法，由于该装置包括相互平行的多条切割线，其中位于最外侧的边皮切割线用于切出边皮，在所述边皮切割线的外侧还设置有至少一条对所述边皮进行细分的附加切割线，用于将靠近坩埚面的边皮与靠近中心硅锭的边皮分离出来，因此，靠近坩埚面的边皮，杂质含量较高，后续将其回炉提纯后再铸锭，而靠中心硅锭区的边皮则可以直接通过清洗后循环使用，能够减少靠近坩埚面的边皮的打磨，减少硅料中的杂质，提高铸锭质量，避免杂质去除不完全和粉尘状硅料的损耗问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中采用的多晶硅锭开方布线的方式的示意图；

图2为本申请实施例提供的第一种多晶硅锭的开方装置的示意图；

图3为利用本申请实施例提供的第一种多晶铸锭的开方装置切出来的边皮的示意图；

图4为本申请实施例提供的第一种多晶硅锭的开方方法的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种多晶硅锭的开方装置和方法，将边皮料分为两部分，靠近坩埚面的边皮，杂质含量较高，后续将其回炉提纯后再铸锭，而靠中心硅锭区的边皮则可以直接通过清洗后循环使用，能够减少靠近坩埚面的边皮的打磨，减少硅料中的杂质，提高铸锭质量，避免杂质去除不完全和粉尘状硅料的损耗问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供的第一种多晶硅锭的开方装置如图2所示，图2为本申请实施例提供的第一种多晶硅锭的开方装置的示意图。该装置包括相互平行的多条切割线，其中位于最外侧的边皮切割线201用于切出边皮，在所述边皮切割线201的外侧还设置有至少一条对所述边皮进行细分的附加切割线202，用于将靠近坩埚面的边皮与靠近中心硅锭的边皮分离出来。

切出来的边皮如图3所示，图3为利用本申请实施例提供的第一种多晶铸锭的开方装置切出来的边皮的示意图，其中包括靠近坩埚面的边皮301和靠近中心硅锭的边皮302，这两部分的杂质含量不同，靠近坩埚面的边皮301杂质含量高，杂质镶嵌较深，而靠近中心硅锭的边皮302基本无杂质的存在，后续流程就能够对两部分进行针对性的处理，减少了打磨强度，也减少了硅料的损耗。此处需要说明的是，还可以将所述靠近中心硅锭的边皮302进一步细分成不同质量的两部分，具体的就是再添加一组导轮和切割线，从而实现更为精细的分类处理。当然还可以进一步细分，此处并不做任何限制。

通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述第一种多晶硅锭的开方装置，由于包括相互平行的多条切割线，其中位于最外侧的边皮切割线用于切出边皮，在所述边皮切割线的外侧还设置有至少一条对所述边皮进行细分的附加切割线，用于将靠近坩埚面的边皮与靠近中心硅锭的边皮分离出来，因此，靠近坩埚面的边皮，杂质含量较高，后续将其回炉提纯后再铸锭，而靠中心硅锭区的边皮则可以直接通过清洗后循环使用，能够减少靠近坩埚面的边皮的打磨，减少硅料中的杂质，提高铸锭质量，避免杂质去除不完全和粉尘状硅料的损耗问题。

本申请实施例提供的第二种多晶硅锭的开方装置，是在上述第一种多晶硅锭的开方装置的基础上，还包括如下技术特征：

所述附加切割线的数量为一条。在这种情况下，就会将边皮料划分为一个靠近坩埚的边皮料和一个靠近中心硅锭的边皮料，然后将靠近坩埚的边皮料进行提纯后再铸锭，而将靠近中心硅锭的边皮料直接铸锭，从而减少边皮的打磨成本，而且靠近中心的硅锭的纯度足够高，不至于对铸锭过程引入杂质，从而降低生产成本。

本申请实施例提供的第三种多晶硅锭的开方装置，是在上述第二种多晶硅锭的开方装置的基础上，还包括如下技术特征：

所述附加切割线与硅锭边缘之间的水平方向上的距离为5毫米至10毫米。在这种情况下，得到的靠近坩埚面的边皮的厚度为5-10毫米，一般而言，坩埚面的杂质的穿透厚度不至于高于这种范围，因此后续只需要对这一部分边皮料进行提纯即可，提高工作效率。

本申请实施例提供的第四种多晶硅锭的开方装置，是在上述第三种多晶硅锭的开方装置的基础上，还包括如下技术特征：

所述边皮切割线与所述硅锭边缘之间的水平方向上的距离为15毫米至40毫米。

在这种情况下，得到的靠近中心硅锭的边皮料的厚度为10-30毫米，这种厚度范围足以保证其内部无杂质，可以将其直接用来生产硅锭，而不至于向硅锭中引入杂质，可见，这就避免了对其打磨等操作，降低了生产成本。

本申请实施例提供的第一种多晶硅锭的开方方法如图4所示，图4为本申请实施例提供的第一种多晶硅锭的开方方法的示意图，该方法包括如下步骤：

S1：利用如上任一项所述的开方装置对多晶硅锭进行开方，得到靠近坩埚面的边皮以及靠近中心硅锭的边皮；

需要说明的是，硅锭的每一面上分离出来的靠近坩埚面的边皮一般只有一个，而靠近硅锭中心的边皮可以为一个、两个或更多，可以根据处理精细程度的要求进行适应性的调整，实际上，本实施例中，只要将靠近坩埚面的边皮料和靠近硅锭中心的边皮分离开来就可以。

S2：将所述靠近坩埚面的边皮清洗后进行回炉提纯；

具体的，这种靠近坩埚面的边皮的杂质含量高，杂质镶嵌较深，通过简单的打磨后，清洗、回炉提纯，通过回炉去除杂质。

S3：将所述靠近中心硅锭的边皮清洗后直接循环利用，生长多晶硅锭。

该靠近中心硅锭的边皮中基本无杂质的存在，经过清洗后直接循环使用，而不会因为杂质的存在而导致铸锭效果差。

可见，对多晶边皮的两部分区分处理，减少了打磨强度，减少了硅料的损耗，通过区分处理，减少了硅料中的杂质，提高了铸锭质量。

本申请实施例提供的第二种多晶硅锭的开方方法，在上述第一种多晶硅锭的开方方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述将所述靠近坩埚面的边皮清洗后进行回炉提纯包括：

将所述靠近坩埚面的边皮清洗后放入坩埚中进行熔化铸锭，其中，清洗过程包括酸洗和碱洗，酸洗过程主要使用硝酸和氢氟酸的混酸对硅料进行浸泡，碱洗过程主要使用的碱为片碱氢氧化钠，清洗完成后，硅料使用纯水浸泡去除硅料中的酸液或碱液，之后进行超声，完全去除硅料中的残存酸液和碱液；铸锭过程之后，硅料中的杂质汇集到硅锭的头部和尾部，使得硅料中的无法去除的分散杂质汇集在一起，对硅料进行了有效的提纯；其中杂质含量较多的头尾料经过打磨、酸洗等工序进行进一步的除杂，若以上工序都不能有效去除杂质，则进行二次回炉将杂质聚集到硅锭的头部和尾部，再将硅锭头部和尾部进行打磨酸洗以进一步除杂提纯。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。