[发明专利]冷离子太阳能级多晶硅料的提纯方法及其设备

权利要求书

1.一种冷离子太阳能级多晶硅料的提纯方法，其特征是：在旋风器内采用 介质阻挡放电的方法作为等离子的产生方式，硅料以硅粉的形式通过载气进入 旋风器，用硅粉粒度、载气预热温度和载气流速对硅粉颗粒平均处理时间进行 控制，用载气预热温度、载气的气氛种类和介质阻挡放电的等离子激励电源功 率对纯化效果进行控制，硅料在旋风器内约束的等离子体中实现纯化，最终将 提纯后的硅料从旋风筒末端产出。

2.根据权利要求1所述的冷离子太阳能级多晶硅料的提纯方法，其特征是： 具体步骤如下：

1)旋风器整体抽空至1mTorr；

2)从进气和加料装置通入预热至设定温度的载气和功能气体，并控制流速 和调节压强至1000pa～常压；

3)待气流稳定后，打开等离子激励电源产生等离子，向旋风器开始连续加 料；

4)调节硅粉粒度、载气预热温度和载气流速对硅粉颗粒平均处理时间进行 控制；

5)从出料装置中回收处理完毕的硅和气体。

3.根据权利要求1或2所述的冷离子太阳能级多晶硅料的提纯方法，其特 征是：正常工作时在旋风器内形成非平衡等离子，进气主要以惰性气体为载气， 根据不同杂质，选择通入H₂、HCl、O₂这三种功能气体中的一种、两种或者全部。

4.根据权利要求1或2所述的冷离子太阳能级多晶硅料的提纯方法，其特 征是：硅粉粒度的平均粒径≤50μm。

5.根据权利要求1或2所述的冷离子太阳能级多晶硅料的提纯方法，其特 征是：等离子激励电源为500V至10kV正弦交流电，正弦交流电源的频率为 200Hz～20kHz。

6.根据权利要求1或2所述的冷离子太阳能级多晶硅料的提纯方法，其特 征是：所述的载气预热温度为800℃-1000℃。

7.根据权利要求1或2所述的冷离子太阳能级多晶硅料的提纯方法，其特 征是：根据硅料本身的状况，可实施多级提纯或反复提纯。

8.一种应用于权利要求1所述的提纯方法的提纯设备，其特征是：包括旋 风器、等离子激励电源、进气和加料装置、产物收集装置，所述的旋风器的内 壁和外壁的材料为导电性良好的材料，其内壁和外壁的相对面均涂覆阻挡介质， 外壁接地、内壁接等离子激励电源，其内壁和外壁所封闭的环境为真空密闭系 统，旋风器前端与进气和加料装置、末端与产物收集装置连接，载气和硅粉通 过进气和加料装置进入旋风器进行纯化，提纯后的硅料从旋风器末端进入产物 收集装置。

9.根据权利要求8所述的提纯设备，其特征是：所述的进气和加料装置中 具有控制进气流速的流速控制装置。

10.根据权利要求8所述的提纯设备，其特征是：所述的产物收集装置包 括硅料收集装置和气体回收装置两部分。