专利名称：一种太阳能多晶硅材料的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能多晶硅材料生产领域，涉及一种生产太阳能多晶硅材料的技术。
背景技术：
能源供应与能源安全已经成为世界各国未来发展战略重要组成部分，太阳能是用之不尽、 取之不竭清洁无污染的新能源，各国纷纷不遗余力地研究发展其利用技术。
太阳能光伏发电技术是太阳能利用中的重要方向之一，目前光伏发电技术逐步成熟，太 阳能光伏发电应用也在蓬勃发展，但是，太阳能级多晶硅原料供应严重不足已经成为太阳能 光伏发电应用发展的瓶颈。以我国为例，年多晶硅需求量在2000吨以上，但是多晶硅年供应 量却在200吨左右。
为解决太阳能级多晶硅供应问题，世界各国在此领域展开了激烈的竞争，研究队伍持续 组建、研究经费不断投入、情报刺探活动极其频繁。目前，已有的西门子工艺、改良西门子 工艺、硅垸裂解工艺三大太阳能级多晶硅制造技术都掌握在美国、日本、德国手中。我国在 太阳能多晶硅领域的科研攻关已经开展多年，也已经逐渐掌握了国外第一代或第二代西门子 工艺、改良西门子工艺、硅烷裂解工艺。但是阻止太阳能光伏发电应用的另一个主要因素是 太阳能多晶硅的生产成本，西门子工艺、改良西门子工艺、硅烷裂解工艺生产的多晶硅成本 很高，即便是美国、日本、德国先进生产技术。因此，寻求一种低成本高产量的太阳能多晶 硅生产技术已成为世界各国争夺的焦点。
本人利用自己的知识和经验，经过持续的试验和改进，研究出来了一种直接用金属硅低 成本高产量生产太阳能多晶硅的技术。
发明内容
本发明《一种太阳能多晶硅材料的生产技术》依赖当代科技条件、根据材料性质及相关
物质提纯手段提出了 "三步冶炼法"生产太阳能多晶硅的工艺
创新一引渣。工业硅中的杂质以还原和未还原两种形态存在于硅液中，加入精炼剂就是要 将工业硅溶液中已被还原的杂质氧化，破坏硅金属与杂质形成合金，使之聚合进入渣相，并 等及金属与熔渣之间的热力学平衡，从而达到脱除杂质的目的(其中Fe杂质也在被氧化之 列)。创新二爆杂。单独的精炼剂引渣除杂还不能有效提高产品纯度，必须配备等离子体气 化装置以进一步除杂，能分别去掉P、 B等非金属杂质及沸点低的各类化合物杂质。
创新三电泳。经过前面二步提炼，产品中还含有少量的金属杂质和极性非金属杂质， 要将这些极少量的杂质去掉，必须在保持原料为液态情况下进行"电泳"提纯。杂质带电粒 子在强电磁场作用下，做与硅原子不同速度的迁移，从而达到用金属硅生产出太阳能多晶硅 的目的。
具体实施例方式
实施例1
在金属硅冶炼厂出硅水之时，用特制容器取100公斤纯度为99.4%以上的金属硅水，边 取硅水边均匀加入精炼剂，当加入硅水至容器体积一半以上时，趁硅水尚未凝固，立即通入 压縮混合气体I5—30分钟，然后打开特制容器底阀，放出硅水到等离子体装置中。在放硅水 的同时用等离子体枪"引燃"硅水，硅水跌落在电泳池中，电泳池保温并通高压电，电泳2 一3个小时后将硅水浇注到垫模中自然冷却，即得90公斤左右的高纯度太阳能多晶硅。
实施例2
先用熔炼炉将市场上买回的化学级金属硅熔化至170(TC左右，使之成硅水，然后倾倒入 特制容器中，边倾倒边加入精炼剂，当加入硅水至特制容器体积一半以上时，趁硅水尚未凝 固，立即通入压縮混合气体15—30分钟，然后打开特制容器底阓，放出硅水到等离子体装置 中。在放硅水的同时用等离子体枪"引燃"硅水，硅水跌落在电泳池中，电泳池保温并通高 压电，电泳2 — 3个小时后将硅水浇注到垫模中自然冷却，即得高纯度太阳能多晶硅。
权利要求
1. 一种太阳能多晶硅材料的生产工艺，其特征是作为生产高纯度硅材料的一步，使用了精炼剂来除掉硅中易氧化成渣成分，并在使用精炼剂过程中使用了压缩气体进行搅拌。
2. —种太阳能多晶硅材料的生产工艺，其特征是作为生产高纯度硅材料的一步，使用了等 离子体电弧气化装置用以除去硅中低沸点杂质成分。
3. —种太阳能多晶硅材料的生产工艺，其特征是作为生产高纯度硅材料的一步，使用了电 泳方式来滤污除杂。
4. 根据权利要求1所述的作为生产高纯度硅材料的一步，使用了精炼剂来除掉硅中易氧化成 渣成分，并在使用精炼剂过程中使用了压縮气体进行搅拌。其特征是精炼剂由CaCl2、NaN03、石英砂不同配比组成。
5. 根据权利要求3所述的作为生产高纯度硅材料的一步，使用了电泳方式来滤污除杂。其特 征是在硅水上施加电磁场力促使杂质原子与硅原子以不同速度迁移从而分离开二者。
全文摘要
本发明属于太阳能多晶硅生产领域，涉及一种太阳能多晶硅材料的生产工艺。该工艺根据物质不同物理化学性质采用不同的当代先进提纯技术与设备分别予以除杂从而获得太阳能多晶硅材料的。该工艺分“引渣、爆杂、电泳”三步。引渣阶段是加入精炼剂使得易氧化成渣杂质成分与硅分离，爆杂阶段是用等离子体电弧高温气化硅中杂质使得低沸点杂质成分与硅分离，电泳阶段是在电泳池两端加上强电磁力而滤去带有不同电荷数的微量金属杂质。
文档编号C01B33/00GK101456558SQ20071030121
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者邹学柏 申请人:邹学柏