一种硅球制备装置及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103011167103011167B(45)授权公告日2015.01.07(21)申请号201210546204.6CN101343063A,2009.01.14,权利要求3.CN101948112A,2011.01.19,全文.(22)申请日2012.12.14US4154972A,1979.05.15,全文.(73)专利权人厦门大学TW200521082,2005.07.01,权利要求地址361005福建省厦门市思明南路422号1-21,附图1-2.专利权人宁夏银星多晶硅有限责任公司JP2007326721A,2007.12.20,全文.(72)发明人罗学涛盛之林刘应宽方明审查员任乐卢成浩黄柳青赖惠先张旭平乔礼宁(74)专利代理机构厦门南强之路专利事务所(普通合伙)35200代理人刘勇(51)Int.Cl.C01B33/021(2006.01)(56)对比文件TW200521082,2005.07.01,权利要求1-21,附图1-2.权权利要求书1页利要求书1页说明书7页说明书7页附图1页附图1页(54)发明名称一种硅球制备装置及其制备方法(57)摘要一种硅球制备装置及其制备方法，涉及一种硅球。硅球制备装置包括感应线圈、石墨保温板、石墨坩埚、分流器、冷却池、进水管、出水管、进气管和电动泵。选择冶金级硅料作为原料，将硅料放在感应炉的坩埚内；启动感应炉电源加热，待硅料完全融化后；加入造渣剂；造渣结束后，关闭感应炉电源；静置，除去浮于坩埚上层的废渣，得到硅液；启动分流器预加热，待分流器内温度为1450～1650℃时，将硅液倒入分流器中；调整分流器底部出液口与冷却池的高度，使硅液呈液滴状落入冷却池水中进行淬冷；在冷却池中通入气体，淬冷结束后，即得硅球。可显著降低含硼量，所得硅球晶粒小，易于破碎加工，可为酸洗工序提供理想的低硼原料。CN103011167BCN10367BCN103011167B权利要求书1/1页1.一种硅球制备装置，其特征在于设有感应线圈、石墨保温板、石墨坩埚、分流器、冷却池、进水管、出水管、进气管和电动泵；石墨保温板包裹在石墨坩埚外壁，感应线圈围绕在石墨保温板外周；分流器位于石墨坩埚下方，分流器设有环形壳体和内衬底，环形壳体外周围绕有加热线圈，内衬底设有间隔布置的漏斗状出液孔，内衬底为石墨衬底；冷却池位于分流器下方，分流器的出液孔的出液口距离冷却池上端面的高度为；冷却池设有进水管、出水管和进气管，进水管通过泵外接水源，进气管上设有垂直向上且间隔排列的喷气嘴。2.一种硅球的制备方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的一种硅球制备装置，所述制备方法包括以下步骤：1)选择冶金级硅料作为原料，将硅料放在感应炉的坩埚内；2)启动感应炉电源加热，待硅料完全融化后；加入造渣剂，造渣过程中，感应炉的坩埚内温度保持在1650～1850℃；3)造渣结束后，关闭感应炉电源；静置，除去浮于坩埚上层的废渣，得到硅液；4)启动分流器预加热，待分流器内温度为1450～1650℃时，将硅液倒入分流器中；5)调整分流器底部出液口与冷却池的高度，使硅液呈液滴状落入冷却池水中进行淬冷；6)在冷却池中通入气体，淬冷结束后，即得到本发明所述硅球。3.如权利要求2所述的一种硅球的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述造渣剂与硅料的质量比为1∶(1～0.5)。4.如权利要求2所述的一种硅球的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述造渣剂选用钠系造渣剂，所述钠系造渣剂为Na2CO3-SiO2-NaF体系或NaHCO3-SiO2-NaF体系。5.如权利要求4所述的一种硅球的制备方法，其特征在于所述Na2CO3-SiO2-NaF体系各组分所占的质量百分比为：Na2CO3，40％～60％；SiO2，30％～50％；NaF，10％；所述NaHCO3-SiO2-NaF体系各组分所占的质量百分比为：NaHCO3，40％～60％；SiO2，30％～50％；NaF，10％。6.如权利要求2所述的一种硅球的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述静置时间为5～25min；所述废渣可经过处理后再作为造渣剂重复使用；可根据硼含量要求实现连续性多次造渣精炼过程，即重复步骤2)和3)。7.如权利要求2所述的一种硅球的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述分流器的出液口的孔径为5～15mm。8.如权利要求2所述的一种硅球的制备方法，其特征在于在步骤5)中，所述分流器的出液口距离冷却池的高度为30～80cm。9.如权利要求2所述的一种硅球的制备方法，其特征在于在步骤6)中，所述气体为氩气、氩气和氮气的混合气；或氩气和空气的混合气，气体纯度可为99.9％，通入速率可为10～35L/min；混合气体中