[发明专利]一种利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法及多晶硅

权利要求书

1.一种利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法，其特征在于，所述方法通过向多晶硅熔体中施加脉冲电流降低多晶硅熔体的电阻率，进而降低杂质铁在多晶硅基体中的溶解度，促使多晶硅熔体中的杂质铁呈析出状态，并在重力作用下下沉至多晶硅熔体底部，实现杂质分离。

2.根据权利要求1所述的利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法，其特征在于，所述方法在杂质分离且多晶硅熔体凝固后将多晶硅铸锭底部切除，得到高纯多晶硅铸锭。

3.根据权利要求1所述的利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法，其特征在于，向多晶硅熔体中施加脉冲电流的具体步骤包括：

(1)将多晶硅样品置入熔池中加热到1500℃以上呈熔融状态，保温，得到多晶硅熔体；

(2)将与外部脉冲电流提供设备连接的正、负电极以一定深度插入多晶硅熔体中并固定；

(3)通过外部脉冲电流提供设备设定脉冲电流参数，并开始加载脉冲电流，维持一段时间；

(4)加载结束后，关闭外部脉冲电流提供设备；

(5)对多晶硅熔体进行炉冷，得到杂质分离到底部的多晶硅铸锭。

4.根据权利要求3所述的利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法，其特征在于，所述脉冲电流为高频脉冲电流；

所述高频脉冲电流的参数包括：脉冲频率500Hz～50kHz，脉宽10μs～10ms，电流100A～5000A，作用时间5min～5h。

5.根据权利要求3所述的利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法，其特征在于，所述脉冲电流参数根据熔池深度、直径、电极插入位置以及多晶硅熔体粘度确定。

6.根据权利要求2所述的利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法，其特征在于，所述高纯多晶硅铸锭中铁杂质元素的质量百分比在0.1％以下，铁杂质元素的除杂率在83％以上。

7.根据权利要求3所述的利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法，其特征在于，步骤(2)中正、负电极均为石墨电极。

8.根据权利要求3所述的利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法，其特征在于，当多晶硅样品为300g，杂质铁含量为0.3％-60％，正负电极分设在熔池两端且插入熔体深度为4mm时，步骤(3)中的脉冲电流参为：脉冲频率1000Hz，脉宽50μs，电流170A，作用时间10min。

9.根据权利要求3所述的利用脉冲电流分离多晶硅中杂质元素的方法，其特征在于，当熔池为660kg级别熔炼炉且多晶硅熔体量达到正常冶炼量，正负电极分设在熔池两端且插入熔体深度为150mm时，步骤(3)中的脉冲电流参为：脉冲频率10kHz,脉宽2μs，电流500A，作用时间30min。

10.一种利用脉冲电流分离杂质元素的多晶硅，其特征在于，所述多晶硅采用如权利要求1-9任一所述的方法进行杂质元素的分离处理；

所述多晶硅中铁杂质元素的质量百分比在0.1％以下。