一种太阳能级多晶硅片的铸造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109112623A(43)申请公布日2019.01.01(21)申请号201710487320.8(22)申请日2017.06.23(71)申请人镇江仁德新能源科技有限公司地址212200江苏省镇江市扬中市经济开发区港隆路(72)发明人余刚丁一王剑姚玖洪(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231代理人李帅(51)Int.Cl.C30B28/10(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种太阳能级多晶硅片的铸造方法(57)摘要本发明提供的一种太阳能级多晶硅片的铸造方法，包括装料，抽取真空，加热、保温、降温，以及定向拉锭四个工序，其中在加热、保温、降温工序中，先采用80～100min从室温加热至900～1100℃，采用50～70min加热至1400～1600℃，并保持该温度一定时间，然后采用50～70min将温度从1400～1600℃降至900～1100℃，余下温度采用炉冷的方式进行冷却，使得硅原料中Al元素的杂质去除率为61％，Ca元素的杂质去除率接近100％，P元素的杂质去除率达到了82.3％。CN109112623ACN109112623A权利要求书1/1页1.一种太阳能级多晶硅片的铸造方法，其特征在于，采用真空熔炼的方法将原料硅中的杂质进行去除，得到所述太阳能级多晶硅片，包括以下步骤：A.装料以纯度为98.8％的工业硅为原料，将其破碎至块状，采用纯度为分析纯的酒精超声振荡清洗硅料，同时超声振荡清洗石英坩埚内壁，待清洗完成后将粉碎的块状硅料装入坩埚中，再将装好料的石英坩埚放入石墨模具中，然后放入真空感应熔炼炉体中；B.抽取真空采用机械泵将炉体内的真空抽至10Pa左右时，然后开启罗茨泵，将真空抽至1-2×10-2Pa，整个过程中两个泵始终保持开启的状态；C.加热、保温、降温采用80～100min从室温加热至900～1100℃，采用50～70min加热至1400～1600℃，并保持该温度一定时间，然后采用50～70min将温度从1400～1600℃降至900～1100℃，余下温度采用炉冷的方式进行冷却；D.定向拉锭在炉冷过程中，采用常规方法进行拉锭，得到纯度符合要求的所述太阳能级多晶硅片。2.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅片的铸造方法，其特征在于：其中，在步骤A中，所述坩埚为高纯石英坩埚。3.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅片的铸造方法，其特征在于：其中，在步骤C中，采用90min从室温加热至1000℃，采用60min加热至1500℃，并保持该温度一定时间，然后采用60min将温度从1500℃降至1000℃。4.根据权利要求3所述的一种太阳能级多晶硅片的铸造方法，其特征在于：其中，所述一定时间为60～150min。5.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅片的铸造方法，其特征在于：其中，在步骤C中，采用保护气体进行保护，炉冷的时间为5小时。6.根据权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅片的铸造方法，其特征在于：其中，在步骤C中，不采用保护气体进行保护，炉冷的时间为3小时。2CN109112623A说明书1/5页一种太阳能级多晶硅片的铸造方法技术领域[0001]本发明属于太阳能级多晶硅片制备领域，具体涉及一种采用真空熔炼的方法对太阳能级多晶硅片进行铸造的方法。背景技术[0002]与传统的能源相比太阳能作为一种清洁的能源，取之不尽，用之不竭。目前全球能源紧缺导致太阳能光伏事业的飞速发展，导致作为将太阳能转换为电能的基本材料—太阳能级硅的需求量急剧增加，同时也导致了太阳能级硅的生产工艺的变革。多晶硅材料是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品，它是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，也是发展信息产业和新能源的产业的重要基石。[0003]太阳能电池用多晶硅中影响光伏效果的元素主要有两类，一类是金属元素，例如Fe、Ti、A1、cu、Ca等，另一类是非金属元素，例如P、B、C、0等。对于金属类元素，利用金属元素在固相硅和液相硅中平衡分配系数非常小的特点，使用多次区域提纯的手段去除这些金属元素，达到太阳能电池所需要的纯度。对于非金属元素，由于其在硅中的平衡分配系数比较大，采用区域提纯的方法效果不明显，因此采用电子柬熔炼和等离子弧熔炼等先进的精炼设备和工艺将其去除。[0004]现有技术中，较为成熟的方法为西门子法，其产品质量高、性能稳定、材耗低、成本低、产出率高、环保安全性好等优点为特长，但西门子技术和其他技术比不足的就是在流程的核心环节上采取了落后的热化学气相沉积，另外就是工艺流程的环节过多，一次转化率低，导致流程时间太长，增加了材耗能耗成本，虽然它能反复