[发明专利]光伏产业链可回收硅料再生提纯工艺

说明书

本发明公开了光伏产业链可回收硅料再生提纯工艺，对光伏产业链可回收硅料进行再生提纯，得到符合太阳能级标准的硅料，该工艺包括：（1）分类清洗，（2）熔炼除杂，（3）真空溢留除杂，（4）产品分类步骤。该工艺具有环保、简单、节能、低成本的特点，符合太阳能级标准的硅料的产出率＞70%，硅料纯度从2‑3N提纯到6N以上。

技术领域

本发明涉及光伏硅料回用技术领域，具体的，涉及光伏产业链可回收硅料再生提纯工艺。

背景技术

据2016年国家能源局印发的《太阳能发展“十三五”规划》太阳能的发展目标：到2020年底，太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上，其中，光伏发电装机达到1.05亿千瓦以上，太阳能年利用量达到1.4亿吨标准煤以上。为达到“十三五”规划的发展目标，每年需要铸锭炉提纯和铸锭硅料或者拉单晶硅料达到100万吨以上，将产生大约30万吨左右的光伏产业链边皮和头尾回收硅料。如此数量之大的回收硅料，目前还没有查找到国内外文献报道有关技术可进行处理。部分企业为了降低成本，将部分回收硅料掺杂到高纯硅中进行铸锭，造成电池不稳定和衰减率高等缺陷，但是依然还有大量光伏产业链后的回收硅料无法处理。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供光伏产业链可回收硅料再生提纯工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现的：

光伏产业链可回收硅料再生提纯工艺，对光伏产业链可回收硅料进行再生提纯，得到符合太阳能级标准的硅料，该工艺包括：（1）分类清洗，（2）熔炼除杂，（3）真空溢留除杂，（4）产品分类步骤。

进一步的，具体包括如下步骤：

（1）分类清洗，具体方法如下：

分类：将回收的硅料按电阻率进行分类，分成电阻率＜0.5Ω·cm、0.5~3Ω·cm和＞3Ω·cm三类；

表面机械处理：对分类后的硅料表面进行机械打磨和喷砂处理，去掉硅料表皮；

湿法清洗：采用溶液浸泡法处理硅料，所述溶液包括酸-H₂O₂水溶液、NH₄OH-H₂O₂水溶液，H₂SO₄-H₂O₂水溶液可去除硅料表面的有机污染物和金属，NH₄OH-H₂O₂水溶液可去除硅料表面的颗粒，根据硅料表面的污染情况单独使用或联合使用；

纯水清洗：经过湿法清洗后的硅料用纯水通过超声波技术进行清洗，然后烘干；

（2）熔炼除杂，具体方法如下：

经过步骤（1）分类清洗的硅料放入熔炼坩埚中送入真空炉，炉内温度控制在1500~1700℃，硅料完全熔化后，控制液态硅温度在1500℃以上；

启动吹气除杂系统，向液态硅中吹入氩气，利用氩气带入电泳剂颗粒，去除硅料中的P、B及其他杂质；

（3）真空溢留除杂，具体方法如下：

将步骤（2）熔炼除杂后的液态硅转移到溢留包内，转移前向溢留包通入氩气，液态硅转移后用盖罩盖住溢留包，使溢留包处于封闭环境中；

对溢留包抽真空，调整通入溢留包的氩气流量和压力，开启加热装置，所述加热装置包括内部加热器和顶部加热器，对溢留包顶面和内部的液体硅进行加热，加热装置进行自转运动，顶部加热器的温度始终＞1450℃，内部加热器的温度从1560℃降至1450℃，降温过程中溢留包始终通入氩气；