[发明专利]一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的方法

权利要求书

1.一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的装置，其特征在于：包括有支撑座，支撑座一侧设置有密闭的加热炉，加热炉中设置有坩埚，所述支撑座顶部竖向连接有支撑杆，支撑杆顶端支撑有驱动电机座，驱动电机座上安装有驱动电机，驱动电机输出轴竖直向下穿过驱动电机座且传动连接有竖直的直线导杆，所述直线导杆上固定有晶转电机座，晶转电机座上安装有晶转电机，晶转电机座座端悬于加热炉上方，且晶转电机座座端转动安装有皮带轮，所述晶转电机输出轴通过皮带与皮带轮传动连接，所述皮带轮中心固定有竖向的内部中空的结晶杆，所述结晶杆底端封闭，结晶杆底端竖直向下穿过加热炉伸入坩埚中，结晶杆中竖直插入有冷却气管。

2.根据权利要求1所述的一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的装置，其特征在于：所述结晶杆材料为耐高温材料，优选不锈钢，或者是陶瓷管，或者是石英管。

3.根据权利要求1所述的一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的装置，其特征在于：所述冷却气管材料为耐高温材料，优选不锈钢，或者是陶瓷管，或者是石英管。

4.一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）配料：将工业硅与熔剂金属混合放入坩埚中，工业硅的比例占总重量的20%~60%；

（2）加热熔炼：将坩埚放入加热炉中加热，直至工业硅和熔剂金属完全熔化为充分混合的合金熔体，加热熔化温度为600～1500℃，然后将合金熔体冷却到稍微高于合金成分液相线的温度；

（3）结晶：将通入冷却气体进行气冷的结晶杆插入合金熔体中，并通过晶转电机带动结晶杆保持5r/min～200 r/min的转速，冷却气体流量是0.1～10m³/hr, 以0.1℃/min到10℃/min的冷却速度从液相线温度开始降温至600℃～700℃后, 将结晶杆从合金熔体中提出即可获得硅结晶体。

5.根据权利要求4所述的一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的方法，其特征在于：步骤（1）中，熔剂金属为Al，或者Al与Sn的合金，或者是Al与Ga的合金，或者是Al与Cu的合金，或者是Al与Fe的合金。

6.根据权利要求4所述的一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的方法，其特征在于：步骤（2）中，加热炉的加热方式是电阻加热，或者是燃气加热，或者是感应加热。

7.根据权利要求4所述的一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的方法，其特征在于：步骤（3）中，熔化后形成的合金熔体可以进行吹气或造渣处理。

8.根据权利要求4所述的一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的方法，其特征在于：通过冷却气管向结晶杆通入的冷却气体优选空气，也可以是氮气，或者是氩气。

9.根据权利要求4所述的一种从硅合金熔体中半连续结晶提纯硅的方法，其特征在于：在结晶过程中，加热炉炉温按照设定的降温速率下降。