[发明专利]晶体硅提纯集成系统

说明书

一种晶体硅提纯集成系统包括：第一破碎装置、酸洗装置、原料硅矿热炉、第二破碎装置、除碳装置、电子束熔炼装置；通过第一破碎装置将粗硅料破碎，酸洗装置酸洗破碎料后利用原料硅矿热炉进行渣洗熔炼以获得原料硅。第二破碎装置对原料硅破碎后，除碳装置煅烧以降低第二破碎装置生产出的破碎料中的碳含量，电子束熔炼装置对煅烧后的破碎料进行熔炼除磷及以面积变化的面扫描方式及按照第一预定功率对除磷后的原料进行扫描升温，利用熔池与结晶的物料之间的固液界面来使杂质不断的向熔池内汇集、挥发；控制电子束枪以面积不变的面扫描方式且功率逐渐缩小而获得多晶硅半成品，将多晶硅半成品的底部和顶部杂质富集区锯切以获得多晶硅。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种晶体硅提纯集成系统。

背景技术

人类进入新世纪以来，光伏发电得到了快速发展，以晶硅为原材料制备的光伏发电设备得到了广泛应用，晶硅光伏将在相当长的时间内保持太阳能光伏发电的主流地位，晶硅光伏发电的主要原料为太阳能级多晶硅，随着光伏发电的快速发展，人们对多晶硅的制备在质量上、能耗、环境和成本等方面提出越来越高的要求，其目标是不断适应光伏发电平价上网的要求。

国内，制备太阳能级多晶硅的方法，主要有改良西门子法（化学法）、硅烷法（化学法）和冶金法等。其中改良西门子法占绝对份额市场，但成本在120元/kg左右，下降难度仍然较大。

现有的冶金法制备太阳能级多晶硅提纯集成技术，虽然具有质量较好、能耗较低、环境友好的优势，但综合成本仍然偏高，其产品市场份额很小。现有的工艺路线为：特制工业硅→简易定向凝固→湿法冶金Ⅰ→渣洗精炼→简易定向凝固→湿法冶金Ⅱ→真空定向凝固→一次精整→电子束熔炼→二次精整。达到的技术指标：B≤0.1ppm P≤0.1ppm、金属杂质≤0.1ppm、C≤0.4ppm、O≤1ppm、电阻率：0.8—3.0Ω•CM、少子寿命：≥3μs、光电转换效率≥17.5%，综合耗电：58kwh/kg，直接生产成本：138元/kg。

上述现有技术存在工艺路线较长、能耗较高及生产成本较高的技术问题，例如：对原料要求高，需生产特制工业硅，导致对硅石、石油焦等质量要求高；由于除硼要求的温度高，导致对坩埚材质要求高且坩埚容积小、寿命短、每炉产量低；利用铸锭炉进行定向凝固提纯，时间长、能耗高、投资大、收得率偏低；电子束除磷工艺设计时间长、能耗高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种工艺路线短、降低能耗及生产成本的晶体硅提纯集成系统。