[发明专利]电子束连续化熔炼制备太阳能级多晶硅的方法及其装置

权利要求书

1.一种电子束连续化熔炼制备太阳能级多晶硅的方法，其特征在于对电子束熔炼炉进行抽真空，然后通过送料机构向带有水冷的熔化坩埚内持续送料，通过熔化用电子枪对硅料进行熔化，不断增加的硅液达到熔化坩埚口时，通过导流的方式流入到电子束熔炼炉内的凝固坩埚，在导流区域内通过熔炼用电子枪进行电子束熔炼，当凝固坩埚达到承载量之后，停止送料机构送料，关闭熔化用电子枪和熔炼用电子枪，将凝固坩埚中的硅锭取出即可。

2.根据权利要求1所述的电子束连续化熔炼制备太阳能级多晶硅的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

（1）备料：将已经经过电子束熔炼提纯后的硅料放入凝固坩埚内底部作为凝固底料；将待电子束熔炼的硅料放入送料机构，并放入熔化坩埚底部作为熔化底料；

（2）预处理：对电子束熔炼炉及熔化坩埚开启冷却水循环，对电子束熔炼炉内进行抽真空处理，抽至0.005Pa以下，并对熔化用电子枪和熔炼用电子枪抽真空处理，抽至0.0005Pa以下，然后进行预热，将灯丝电流设置为800mA，预热15min后，关闭预热；

（3）熔炼提纯：开启熔化用电子枪和熔炼用电子枪，设定功率均为250kw，开启熔化用电子枪的电子束发射，控制熔化用电子枪的电子束能量分布，使熔化坩埚内的熔化底料熔化成硅液，然后启动送料机构，持续向熔化坩埚内加硅料，当熔化形成的硅液液面上升至熔化坩埚口时，进入导流区域，此时开启熔炼用电子枪的电子束发射，控制熔炼用电子枪的电子束能量分布，对导流区域内的硅液进行电子束熔炼提纯，最后经导流后流入凝固坩埚内，当凝固坩埚达到承载量之后，停止送料机构送料，关闭熔化用电子枪和熔炼用电子枪，经冷却降温至200℃以下，关闭真空系统，向电子束熔炼炉内充气后开炉取出凝固坩埚中的硅锭。

3.一种权利要求1所述的电子束连续化熔炼制备太阳能级多晶硅的装置，包括炉体，其特征在于炉体内上部设置带有水冷的熔化坩埚，该熔化坩埚一侧带有凹形熔化池，熔化池口至熔化坩埚的另一侧为向下倾斜的导流区域；位于熔化坩埚上方的炉体顶部通连有熔化用电子枪和熔炼用电子枪，位于熔化坩埚的熔化池一侧的炉体侧壁通连有送料机构，该送料机构的出料口位于熔化池上方；导流区域的倾泻口下方的炉体底部设置有凝固坩埚。

4.根据权利要求3所述的电子束连续化熔炼制备太阳能级多晶硅的装置，其特征在于熔化坩埚为带有水冷的铜坩埚。

5.根据权利要求3所述的电子束连续化熔炼制备太阳能级多晶硅的装置，其特征在于凝固坩埚为带有水冷的铜坩埚。

6.根据权利要求3所述的电子束连续化熔炼制备太阳能级多晶硅的装置，其特征在于导流区域内开设有导流凹槽。