[发明专利]一种电子束诱导定向凝固除杂的方法

摘要

本发明属于多晶硅提纯的技术领域，特别涉及一种利用电子束诱导技术进行定向凝固除杂的方法。该方法首先取铝、钙含量高的冶金级多晶硅，将其清洗烘干后置于坩埚内，抽取真空后启动电子枪，以400-700mA的束流轰击多晶硅，至全部熔化，形成熔池，持续熔炼30-60min；然后采用对数降束的方式降低电子束的束流，待电子束束流降低到100-150mA时，停止降束，熔体缓慢凝固形成铸锭，关闭束流，可得到低铝、低钙的多晶硅铸锭。本发明充分利用了杂质在硅中的蒸发效应和分凝效应，实现了电子束熔炼蒸发与定向凝固两种除杂方式的优势互补，保证了一次熔炼后杂质铝和钙可以被去除到满足太阳能电池性能要求的程度，减少了工艺环节，降低了能耗，有利于大规模推广应用。

主权项

一种电子束诱导定向凝固除杂的方法，其特征是：（1）取料、预处理：首先取铝、钙含量高的纯度为98.5%‑99.9%冶金级多晶硅，将其清洗烘干后置于电子束熔炼炉中的坩埚内，抽取电子束熔炼炉真空至2×10‑2Pa以下；（2）电子束熔炼蒸发除杂：电子枪预热后，启动电子枪，以400‑700mA的束流轰击多晶硅，至全部熔化，形成熔池，不断移动电子束的束斑，使之能够较均匀的熔炼硅熔体，持续熔炼30‑60min；（3）电子束诱导定向凝固除杂：然后采用对数降束的方式降低电子束的束流，待电子束束流降低到100‑150mA时，停止降束，熔体缓慢凝固形成铸锭，关闭束流，待炉体冷却25‑40分钟后打开炉门，取出铸锭，将铸锭顶部中心铝和钙含量较高的尖状突起切除，即可得到低铝、低钙的多晶硅铸锭。