[发明专利]以高纯石英砂为原料生产太阳能级多晶硅的方法

摘要

一种以高纯石英砂为原料生产太阳能级多晶硅的方法，选择SiO₂的含量在99％以上的硅石料，进行水淬、粉碎、筛分、酸洗、磁选、高压电离，使硅石颗粒纯度达到99.99％以上，得到高纯石英砂；把碳质还原剂和矿热炉中的石墨电极在氯化炉中高温氯化，使碳质还原剂的纯度达到99.9999％以上；在矿热炉中用碳质还原剂还原高纯石英砂生产硅，生产过程中，从矿热炉中定期放出硅液；把得到的硅液注入到保温炉中，在非氧化气氛下对产品直接进行高频等离子吹炼除杂，同时向熔硅中添加氧化性气体；再把硅液注入到定向凝固炉中进行定向凝固，进一步提纯硅，即可得到太阳能级多晶硅。优点是：投资少，建设周期短、生产成本低、工艺简单、无污染、适合产业化。

主权项

1. 一种以高纯石英砂为原料生产太阳能级多晶硅的方法，其特征是：1.1、选择SiO2的含量在99％以上的硅石料，进行水淬、粉碎、筛分、酸洗、磁选、高压电离，筛分时保证粉碎的颗粒度大小为50～120目，筛分掉不符合要求的硅石颗粒；酸洗时间为48～60小时；高压电离的电压为1～2万伏，使硅石颗粒纯度达到99.99％以上，得到高纯石英砂；1.2、把碳质还原剂和矿热炉中的石墨电极在氯化炉中高温氯化，氯化温度为1200～1800度，氯化时间20～40小时，使碳质还原剂的纯度达到99.9999％以上；1.3、在矿热炉中用碳质还原剂还原高纯石英砂生产硅，还原前把硅石颗粒烧结成4～10mm大小的颗粒，从矿热炉中定期放出硅液；1.4、把得到的硅液注入到保温炉中，在非氧化气氛下对产品直接进行高频等离子吹炼除杂，得到粗产品，高频磁场的电压为8000～12000万伏，频率为1～3.5兆，同时向熔硅中添加氧化性气体，以除去硼及镁、铝、钙等金属杂质；1.5、得到的粗产品注入定向凝固炉中进行定向凝固，通过控制结晶速度和结晶方向，进一步提纯硅，去除两头杂质高的部分，可得到太阳能级多晶硅。