[发明专利]纯化硅的方法

权利要求书

1.一种将硅纯化至太阳能级纯度的方法，该方法包括：

(a)由硅和选自以下的一种溶剂金属形成第一熔液：铜、锡、锌、锑、银、铋、铝、镉、镓、铟、镁、铅，其合金，以及其结合；

(b)使所述第一熔液与第一气体接触从而提供第二熔液；

(c)冷却所述第二熔液从而形成第一硅晶体和第一母液；

(d)分离所述第一硅晶体与所述第一母液；

(e)加热所述第一硅晶体从而形成第一熔浴；

(f)定向凝固所述第一熔浴从而形成第二硅晶体和第二母液；

(g)分离所述第二硅晶体与所述第二母液；

(h)加热所述第二硅晶体从而提供第二熔浴；

(i)在熔点以下定向凝固所述第二熔浴，从而形成第三硅晶体，并分离上部分和下部分；其中上部分包括第三母液，下部分包括第三硅。

2.权利要求1的方法，其中在步骤(a)中，所述第一熔液通过加热到液相线温度以上形成。

3.权利要求1-2中任一项的方法，其中在步骤(b)中，使用旋转脱气装置并产生涡流。

4.权利要求1-3中任一项的方法，其中多次实施步骤(a)-(d)中的至少一个。

5.权利要求1-4中任一项的方法，其中在实施步骤(e)之前，多次实施步骤(a)-(d)序列。

6.权利要求1-5中任一项的方法，其中在实施步骤(e)-(i)序列之前，多次实施步骤(a)-(d)序列，并且步骤(d)中获得的第一母液包含之前的步骤(a)-(d)序列的步骤(a)中的溶剂金属。

7.权利要求1-6中任一项的方法，其中在实施步骤(e)-(i)序列之前，多次实施步骤(a)-(d)序列，并且步骤(d)中获得的第一硅晶体包含之后的步骤(a)-(d)序列的步骤(a)中的硅。

8.权利要求1-7中任一项的方法，在加热所述第二硅晶体从而提供第二熔浴后，还包括：

(j)使所述第二熔浴与第二气体接触从而提供熔渣，该熔渣形成于第三熔浴的表面；和

(k)分离所述熔渣与所述第三熔浴。

9.权利要求8的方法，在分离所述熔渣与所述第三熔浴后，还包括：

(l)加热所述第二硅晶体从而提供第二熔浴；

(m)使所述第二熔浴与第二气体接触从而提供熔渣，该熔渣形成于第三熔浴的表面；和

(n)分离所述熔渣与所述第三熔浴。

10.权利要求9的方法，在步骤(n)后还包括：

(o)冷却所述第三熔浴从而形成硅锭。

11.权利要求9的方法，在步骤(n)后还包括：

(o)使所述第三熔浴与水接触从而形成颗粒状硅。

12.权利要求9的方法，在步骤(n)后还包括：

(p)将所述第三熔浴引入模中并冷却该第三熔浴从而形成第二硅。

13.权利要求1-12中任一项的方法，其中所述方法包括制造包含所述第二硅的太阳能电池。

14.权利要求1-12中任一项的方法，其中所述方法包括制造包含所述第三硅的太阳能电池。

15.权利要求1-12中任一项的方法，其中在步骤(a)中，所述溶剂金属包含铝。

16.权利要求1-15中任一项的方法，其中在步骤(b)中，所述第一气体含有以下气体中的至少一种：氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)和氮气(N₂)。

17.权利要求1-15中任一项的方法，其中在步骤(b)中，所述第一气体含有以下气体中的至少一种：氯气(Cl₂)、氧气(O₂)、氮气(N₂)、氦气(He)、氩气(Ar)、氢气(H₂)、六氟化硫(SF₆)、光气(COCl₂)、四氯化碳CCl₄、水蒸气(H₂O)、氧气(O₂)、二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)、四氯硅烷(SiCl₄)和四氟硅烷(SiF₄)。