专利名称：多晶硅原料低能耗提纯制备方法
技术领域：
本发明涉及一种降低太阳能电池多晶硅原料提纯能耗的方法，特别涉 及一种多晶硅原料低能耗提纯制备方法。
背景技术：
国际上电子级高纯(>11N)多晶硅原料制备的主流技术是西门子法即三 氯氢硅(SiHCl3)还原法和硅烷(SiH4)热分解法，该工艺利用干燥氯化氢在沸
腾床中与冶金硅粉反应
Si(s)+3HCl(g)-SiHCl3(g)+H2(g)(放热)
生成的SiHCl3与PCl3和BCl3在相对挥发度上有较大差异(它们的沸点 分别为31. 8°C， 74。C和13t:，能有效地用精馏提纯。最后在110(TC用H2 还原SiHCl3，是前面氯化反应的逆过程
SiHCI3 ( g)+ H2(g) — Si(s) + 3HC1 (g)
反应析出固态的硅，击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为 99.9999999%的多晶硅原料，换句话说，也就是平均十亿个硅原子中才有一 个杂质原子。
同时世界各国还有使用改良西门子法(即俄罗斯法)、硅烷法、流态化床 法、冶金法，其中改良西门子法占全球产量的80%以上。但无一例外无论 采用那一种工艺方法，平均提纯每公斤多晶硅原料耗电都在250--400度左 右，高能耗，高投入低产出是多晶硅原料成本高居不下的主要原因，严重 制约了太阳能电池的普及使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种多晶硅原料低能耗提纯制备方法，它是通过 对连熔炉的改造，来达到降低能耗的目的。
本发明是这样来实现的，其制备方法如下，首先将经还原处理的金属 硅粉碎，再用王水、氢氟酸等酸洗，酸洗后送入连熔炉熔融，连熔炉中间 通入冷却水管，进行水冷却，采用充氮隔离空气，使炉内温度形成水平温
度梯度和垂直温度梯度，从而达到多晶硅原料提纯目的，并大幅度降低能
耗和大幅度提升产能；从连熔炉出来的硅材料进入区熔炉，使区熔炉内形 成区间温度梯度，运用热趋法排除硅碴，即可得到99.9999%纯度的硅。
本发明的优点是利用传统工艺设备连熔炉进行改造，使炉内形成水 平温度梯度和垂直温度梯度，大幅度降低能耗和提升产能；其工艺步骤少， 操作简单，适用于所有的连熔炉。
图1为本发明的连熔炉工作示意在图中，1、硅材料入口 2、冷却水管 3、炉体4、射频5、 熔融硅6、硅碴出口 7、硅材料出口
具体实施例方式
本发明制备方法如下，首先将经还原处理后的金属硅粉碎，再用王水、 氢氟酸等酸洗，酸洗后送入连熔炉熔融，连熔炉中间通入冷却水管，进行 水冷却，采用充氮隔离空气，使炉内温度形成水平温度梯度和垂直温度梯 度，从而达到多晶硅原料提纯目的并大幅度降低能耗和大幅度提升产能； 从连熔炉出来的硅材料进入区熔炉，使区熔炉内形成区间温度梯度，运用 热趋法排除硅碴，即可得到99.9999%纯度的硅。
如图1所示，本发明对连熔炉进行改造，使连熔炉温度形成水平梯度 和垂直温度梯度，酸洗后的硅材料从硅材料入口 l进入，经射频4加热溶 融成为熔融硅5，炉体3上下温度成梯度，1410°C-1450°C，水平温度成梯 度，分别为1500°C， 1460°C， 1430°C, 1410°C，各区间温度不同，经冷却 水管2水冷却后，硅碴从硅碴出口 6流出，硅材料从硅材料出口 7流出， 再进入区熔炉内。
权利要求
1、 一种多晶硅原料低能耗提纯制备方法，其特征是制备方法如下首 先将经还原处理的金属硅粉碎，再用王水、氢氟酸等酸洗，酸洗后送入连 熔炉熔融，连熔炉中间通入冷却水管，进行水冷却，采用充氮隔离空气， 使炉内温度形成水平温度梯度和垂直温度梯度，从连熔炉出来的硅材料进 入区熔炉，使区熔炉内形成区间温度梯度，运用热趋法排除硅碴，即可得到99.9999%纯度的硅。
全文摘要
一种多晶硅原料低能耗提纯制备方法，首先将经还原处理的金属硅粉碎，再用王水、氢氟酸等酸洗，酸洗后送入连熔炉熔融，连熔炉内温度形成水平温度梯度和垂直温度梯度，从连熔炉出来的硅材料进入区熔炉，使区熔炉内形成区间温度梯度，运用热趋法排除硅碴，即可得到99.9999％纯度的硅。本发明的优点是利用传统工艺设备连熔炉进行改造，使炉内形成水平温度梯度和垂直温度梯度，大幅度降低能耗和提升产能；工艺步骤少，操作简单，适用于所有的连熔炉。
文档编号C30B29/06GK101122046SQ20071005224
公开日2008年2月13日 申请日期2007年5月22日 优先权日2007年5月22日
发明者罗应明, 力 郭 申请人:晶湛(南昌)科技有限公司