[发明专利]一种多晶硅的后处理工艺

说明书

本发明为一种多晶硅的后处理工艺，包括：还原炉生产的多晶硅棒根据质量检测结果进行切割和破碎处理；(1)将多晶硅棒截断两端面后，切割、机加工、清洗后，得成品硅芯；(2)将多晶硅棒破碎后，将颗粒、粉末与硅块分离；①硅块分选后，通过AI外观分选系统，按照致密、菜花、疏松的等级进行分类；②所颗粒、粉末料经过初级筛分后，得微粉料和非微粉料；a：将微粉料通过单晶炉拉制，得到的单晶硅棒截断两端面后，切割，得初级硅芯；b：将非微粉料经清洗、烘干后，筛分为颗粒料和粉末料，颗粒料进行装箱、入库，粉末料用于单晶炉拉制硅棒。本发明所述的一种多晶硅的后处理工艺，针对高纯多晶硅料处理及硅芯需求，形成一套完整的闭环处理系统。

技术领域

本发明属于多晶硅技术领域，具体涉及一种多晶硅的后处理工艺。

背景技术

多晶硅是硅产品产业链中的一个非常重要的中间产品，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，也是信息产业和新能源产业最基础的原材料。在新能源产业中，储能产业、分布式光伏产业、生物质能产业均为国家战略重要组成板块。随着我国经济的大力发展，光伏产业的快速发展对高质量、高效率、大批量的多晶硅料需求将会越来越大。

随着单晶连续拉晶工艺、转换效率、成本的优化，光伏电池已普遍进入P型单晶质量水准；同时，下游晶硅电池技术逐步往N型单晶和半导体级产品推广，技术的提升进一步对原料质量需求更加苛刻，产品纯度要求更高，金属、碳、氧、硼、磷等微粒元素对后续产量质量影响更加突出。

改良西门子法多晶硅生产工艺对多晶硅处理及其缺点如下所示：

(1)现普遍的多晶硅料破碎工艺为人工将硅棒分段投入机械破碎机、破碎成碎块再经振动筛进行粒径筛分，按质量标准分为大料、小料分开收集，在人工计量、封口、装箱、入库。

由于主要采用人机械破碎、人工计量、分选、包装，导致该过程劳动强度大，对人工素质、体力有较苛刻的要求。并且现有振动筛筛分准确率只有85％左右，无法精准的将大小料分离；同时因多晶硅棒生长过程会有较多外观呈阴阳面情况，半边疏松、半边致密，机械破碎成小块料后无法分离，导致部分高品质致密料流落到菜花或疏松料中，对产品质量是一种极大浪费，存在难以将硅芯精准分类、分级的问题。

(2)硅芯主要采用硅芯炉拉制(采用硅芯炉拉制成初级硅芯再经机加工、清洗后得到成品硅芯)，或单晶炉拉制(在单晶炉中拉制成大直径硅棒，再采用线切割机切割成小直径方硅芯，再经机加工、清洗后得到成品硅芯)。

然而，硅芯炉拉制效率低下，一台设备产能在8000根/年左右；且在拉制过程极易引入氧、碳等元素。单晶炉：单台设备产能在14000-16,000根/年；拉制过程存在高温、高压风险，并多次发生过坩埚溢流造成设备爆炸的严重安全事故。

还有硅芯炉拉制原料棒在加工、清洗过程表面会有大量金属及油污的引入，同时与单晶炉一样，在拉制、硅芯加工、清洗等过程，会再次引入金属杂质引入、硅芯表面氧化等负面因素，导致硅芯部分质量与原料质量存在差异。

(3)机械破碎过程产生小颗粒硅料、微粉料等，因存在金属微粒、PU杂质等异物，无法直接用于单晶拉制，绝大多数降级为其他行业用低价值硅料，作为副产品或无价值料入库低价销售，严重浪费小颗粒料本身的高纯价值。

有鉴于此，本发明提出一种多晶硅的后处理工艺，是针对西门子高纯多晶硅料处理及硅芯需求，对现有的硅芯制备、硅料破碎、颗粒料、粉末料处理进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多晶硅的后处理工艺，针对西门子高纯多晶硅料处理及硅芯需求，形成一套完整的闭环处理系统，同时对现有的硅芯制备、硅料破碎产生的颗粒料、粉末料处理进行全面改进，形成一套全新型西门子法高纯多晶硅处理工艺。

为了实现上述目的，所采用的技术方案为：

一种多晶硅的后处理工艺，包括以下步骤：