[发明专利]一种太阳能单晶硅埚底料的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能单晶硅埚底料的处理方法。

背景技术

现有的太阳能单晶硅埚底料多采用物理方法+化学方法，即先用机械方法(如用锤敲打)将埚底硅料从石英坩埚上分离出来，再把分离后的埚底硅料置于氢氟酸中浸泡，将剩余的石英去除。采用这种处理方法，埚底硅料中的诸多金属杂质不能去除干净，同时由于氢氟酸腐蚀性强，用后如排出会造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供能将埚底硅料中的金属杂质有效去除并分离出硅料的一种太阳能单晶硅埚底料的处理方法。

本发明采取的技术方案是：一种太阳能单晶硅埚底料的处理方法，其特征在于将埚底硅料破碎至颗料状，放置在用四氧化三硅涂料刷抹底部和内壁的坩埚内，将装有颗粒状埚底料的坩埚放入中频感应电炉，开启电源使炉内温度升高至1450～1550℃，保温一定时间，使颗粒状埚底料在坩埚内全部重熔，然后关掉电源，待自然冷却，可得到已分离的硅与石英。

所述的将埚底硅料破碎至颗料状，其粒径在3～12mm之间。

所述的保温一定时间在10～30分钟之间。

采用本发明，可以将埚底硅料中的金属杂质有效去除并分离出硅料，既简单，又环保。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明。

具体步骤如下：

一、将埚底硅料破碎至粒径为3～12mm的颗料状；

二、用四氧化三硅涂料刷抹坩埚底部和内壁，让其自然干燥；

三、将颗粒状的埚底硅料放置在经过上述处理的坩埚内；

四、将装有颗粒状埚底硅料的坩埚放入中频感应电炉；

五、开启电源使炉内温度升高至1450～1550℃，保温10～30分钟，使颗粒状埚底硅料在坩埚内全部重熔。

六、在加热达到规定时间后，关掉电源，待自然冷却，可得到已分离的硅与石英。

通过上述步骤及方法后，因为在高温下，小的石英颗粒跟硅液会发生反应生成氧化硅，温度越高，反应就越剧烈，生成的氧化硅在高温下升华，被流动气体带走。而大块的石英颗粒由于有气空隙存在，扩大了其与液相硅液之间的密度差，更易于上浮，从而与硅液分离。此外，凝固时固液界面对石英颗粒、金属杂质等具有排斥作用，促进了石英、金属杂质和硅液的分离。

据实验结果表明，采用上述方法得到的多晶硅中除了氧含量比较高外，金属杂质含量基本上可达到太阳能电池多晶硅锭的生产要求，而且，如果能使用定向凝固方法进行重熔，由于杂质的分凝效应，可能会对材料中的氧、碳、金属杂质含量有所改善。