[发明专利]可用于纯化硅的定向凝固中的熔剂组合物

说明书

相关申请

本申请要求2012年6月25日提交的美国临时申请第61/663,887号的优先权，其通过引用全部并入本文。

背景技术

太阳能电池目前通过利用其将日光转换为电能的能力而用作能量源。几乎仅使用硅作为此类光伏电池的半导体材料。目前对使用太阳能电池的明显限制与将硅纯化至太阳能级(SG)的成本有关。考虑到当前的能量需求和供应限制，亟需将冶金级(MG)硅(或与太阳能级硅相比具有更多杂质的任何其他硅)纯化至太阳能级硅的更有成本效率的方式。

发明内容

本发明提供包含以下的组合物：(a)二氧化硅(SiO₂)；(b)碳酸钠(Na₂CO₃)；(c)任选的氧化钙(CaO)；和(d)氟化钙(CaF₂)和氯化钙(CaCl₂)中的至少一种。

本发明还提供包含以下的组合物：(a)二氧化硅(SiO₂)，其以约50重量％存在，误差±50％；(b)碳酸钠(Na₂CO₃)，其以约47重量％存在，误差±20％；(c)任选的氧化钙(CaO)，其以至多约6重量％存在；和(d)氟化钙(CaF₂)和氯化钙(CaCl₂)中的至少一种，当存在时，每一种都独立地以至多约5.00重量％存在。

本发明还提供包含以下的组合物：(a)二氧化硅(SiO₂)，其以约42.70重量％存在，误差±10％；(b)碳酸钠(Na₂CO₃)，其以约50.60重量％存在，误差±10％；(c)氧化钙(CaO)，其以约1.70重量％存在，误差±10％；和(d)氟化钙(CaF₂)和氯化钙(CaCl₂)中的至少一种，当存在时，每一种都独立地以约5.00重量％存在，误差±20％。

本发明还提供包含以下的组合物：(a)二氧化硅(SiO₂)，其以组合物的约35重量％至约80重量％存在；(b)碳酸钠(Na₂CO₃)，其以组合物的约40重量％至约55重量％存在；(c)任选的氧化钙(CaO)，其以组合物的至多约6重量％存在；和(d)氟化钙(CaF₂)和氯化钙(CaCl₂)中的至少一种，当存在时，每一种都独立地以组合物的约0.50重量％至约6.00重量％存在。

本发明还提供包含以下的组合物：(a)二氧化硅(SiO₂)，其以组合物的约35重量％至约50重量％存在；(b)碳酸钠(Na₂CO₃)，其以组合物的约45重量％至约55重量％存在；(c)氧化钙(CaO)，其以组合物的约1.50重量％至约1.90重量％存在；和(d)氟化钙(CaF₂)和氯化钙(CaCl₂)中的至少一种，当存在时，每一种都独立地以组合物的约4.00重量％至约6.00重量％存在。

本发明还提供包括以下步骤的方法：(a)由硅和熔剂形成熔融液体，所述熔剂包含本文所述的组合物；(b)在熔融液体中由熔剂和杂质形成熔渣；和(c)任选地从熔融液体中去除至少一部分熔渣，以提供纯化的熔融液体。

本发明还提供包括以下步骤的方法：(a)由硅和熔剂形成熔融液体，所述熔剂包含本文所述的组合物；(b)在熔融液体中由熔剂和杂质形成熔渣；(c)任选地从熔融液体中去除至少一部分熔渣；(d)定向凝固熔融液体以形成固体硅；和(e)去除一部分固体硅，以提供纯化的固体硅。在具体实施方案中，熔融的熔渣在熔炉内衬的表面上形成保护层以防止来自内衬耐火材料中的杂质向熔融硅中的污染。

附图说明

图1示出了用于纯化硅的方法的方框流程图。

图2示出了用于纯化硅的方法的方框流程图。

具体实施方式

以下具体说明包括对附图的参考，其形成详细说明的一部分。附图以例示方式示出可以实施本发明的具体实施方案。对在本文中也被称为“实例”的这些实施方案进行充分详细地描述，使得本领域技术人员能够实施本发明。实施方案可以组合，可以采用其他实施方案，或者可以在不脱离本发明的范围的情况下进行结构和逻辑的改变。因此，以下详细说明不应被认为是限制意义的，本发明的范围由所附权利要求及其等同物来限定。