[发明专利]一种制备颗粒硅籽晶的系统及方法

说明书

本发明涉及晶体硅制备技术领域，旨在提供一种制备颗粒硅籽晶的系统及方法，其能够制备出纯度高、球度高的颗粒硅籽晶。本发明提供的制备颗粒硅籽晶的系统，包括挡板、熔融装置以及喷射装置，挡板与喷射装置的喷射部间隔设置。经熔融装置将多晶硅料加热至熔融状态，得到熔融多晶硅；将熔融多晶硅经喷射装置分散为多晶硅液滴，并经过挡板分散为更小的多晶硅液滴；多晶硅液滴在空中进行冷却凝固，得到颗粒硅籽晶。本发明提供的制备颗粒硅籽晶的系统能够制备出纯度高、球度高的颗粒硅籽晶，具有较小的物料损失量并且不易产生粉尘。本发明提供的制备颗粒硅籽晶的方法，由于采用上述的制备颗粒硅籽晶的系统，因此也具有上述的有益。

技术领域

本发明涉及晶体硅制备技术领域，具体而言，涉及一种制备颗粒硅籽晶的系统及方法。

背景技术

改良西门子法和流化床法是制造多晶硅的主要方法，两种方法均需要多晶硅晶种作为硅沉积载体，改良西门子法通常采用的是圆柱形多晶硅细棒或正方体型多晶硅硅棒作为硅沉积载体，流化床法采用小粒径硅颗粒作为硅沉积载体。

颗粒硅籽晶通常采用研磨、破碎等机械粉碎方法制备。以破碎法制备颗粒硅籽晶为例，在多晶硅硅棒破碎过程中，引入外来杂质和碎颗粒表面氧化的概率很大，此外，很容易在破碎过程中产生硅粉尘，导致物料损失。低纯度颗粒硅籽晶是影响颗粒硅纯度的主要因素，高纯颗粒硅籽晶制备技术是获得高纯颗粒硅的基础性关键技术。在颗粒硅籽晶制备过程中抑制硅粉尘的产生，也是急需解决的问题。

颗粒硅籽晶形貌对流化床工艺的稳定性有重要影响。不规则颗粒硅籽晶，即低球度颗粒硅籽晶在流化床中的占比越高，相对应地最小流化态速度越低，太低的最小流化态速度不利于流化床的稳定运行，会导致流化床沸腾程度提高，会增加床层孔隙率，更加容易产生硅粉尘。

发明内容

本发明旨在提供一种制备颗粒硅籽晶的系统，其能够制备出纯度高、球度高的颗粒硅籽晶，具有较小的物料损失量并且不易产生粉尘。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述制备颗粒硅籽晶的系统的方法。

本发明的实施例是这样实现的：

一种制备颗粒硅籽晶的系统，其包括挡板；用于将固体硅料熔融的熔融装置，熔融装置包括具备有导流口的容纳腔；用于将经导流口流出的熔融液滴喷射至挡板的喷射装置，挡板与喷射装置的喷射部间隔设置。

本发明的实施例中提供的制备颗粒硅籽晶的系统，包括挡板；用于将固体硅料熔融的熔融装置，熔融装置包括具备有导流口的容纳腔；用于将经导流口流出的熔融液滴喷射至挡板的喷射装置，挡板与喷射装置的喷射部间隔设置。在实施过程中，经熔融装置将多晶硅料加热至熔融状态，得到熔融多晶硅；将熔融多晶硅经喷射装置分散为多晶硅液滴，并经过挡板分散为更小的多晶硅液滴；多晶硅液滴在空中进行冷却凝固，得到颗粒硅籽晶。冷却液滴使其变为固体颗粒，液滴会在表面张力作用下形成高球形度的球形液滴，球形液滴变为球形多晶硅固体颗粒。本发明的实施例中提供的制备颗粒硅籽晶的系统能够制备出纯度高、球度高的颗粒硅籽晶，具有较小的物料损失量并且不易产生粉尘。

在本发明的一个实施例中：

上述喷射装置为连接在导流口的喷嘴以及与容纳腔连通的高压气体注入装置。

在本发明的一个实施例中：

上述喷射装置设置为靠近导流口的高压气体喷射装置。

在本发明的一个实施例中：

上述挡板上设置有凸起部，凸起部与喷射装置的喷射部相对设置。

在本发明的一个实施例中：

上述凸起部设置为半球形。

在本发明的一个实施例中：