A crystal silicon purification integrated system includes: a first crushing device, pickling device, raw silicon furnace, second crushing device, carbon removing device, electron beam melting device; the coarse crushing device through the first silicon material crushing, pickling pickling device broken material after melting slag washing to obtain raw silicon material using silicon smelting furnace. Second of the raw material after crushing crushing device of silicon, carbon removing device to reduce the carbon content of calcined second broken broken material produced by the device in the electron beam melting device for crushing material after calcination melting and phosphorus removal by way of scanning surface area change and according to a first predetermined power on phosphorus removal raw material after scanning heating liquid the interface between the impurities to the molten pool and the crystallization of the material collection, to continue in the molten pool surface evaporation; scanning electron beam gun control to the same area and power is gradually reduced and the polysilicon polysilicon semi-finished products, semi-finished products at the top and bottom of the impurity enrichment area of sawing for polysilicon.
【技术实现步骤摘要】
晶体硅提纯集成系统
本专利技术涉及多晶硅生产
,具体涉及一种晶体硅提纯集成系统。
技术介绍
人类进入新世纪以来,光伏发电得到了快速发展,以晶硅为原材料制备的光伏发电设备得到了广泛应用,晶硅光伏将在相当长的时间内保持太阳能光伏发电的主流地位,晶硅光伏发电的主要原料为太阳能级多晶硅,随着光伏发电的快速发展,人们对多晶硅的制备在质量上、能耗、环境和成本等方面提出越来越高的要求,其目标是不断适应光伏发电平价上网的要求。国内,制备太阳能级多晶硅的方法,主要有改良西门子法(化学法)、硅烷法(化学法)和冶金法等。其中改良西门子法占绝对份额市场,但成本在120元/kg左右,下降难度仍然较大。现有的冶金法制备太阳能级多晶硅提纯集成技术,虽然具有质量较好、能耗较低、环境友好的优势,但综合成本仍然偏高,其产品市场份额很小。国家十二五重大科技支撑项目:“冶金法制备太阳能级多晶硅关键技术研究及工业示范(2011BAE031301)”项目中工艺技术集成现状是:工艺路线:特制工业硅→简易定向凝固→湿法冶金Ⅰ→渣洗精炼→简易定向凝固→湿法冶金Ⅱ→真空定向凝固→一次精整→电子束熔炼→二次精整。达到的技术指标:B≤0.1ppmP≤0.1ppm、金属杂质≤0.1ppm、C≤0.4ppm、O≤1ppm、电阻率:0.8—3.0Ω•CM、少子寿命:≥3μs、光电转换效率≥17.5%,综合耗电:58kwh/kg,直接生产成本:138元/kg。上述现有技术存在工艺路线较长、能耗较高及生产成本较高的技术问题,例如:对原料要求高,需生产特制工业硅,导致对硅石、石油焦等质量要求高;由于除硼要求的温度高, ...
【技术保护点】
一种晶体硅提纯集成系统,其特征在于,包括:第一破碎装置、酸洗装置、原料硅矿热炉、第二破碎装置、除碳装置、电子束熔炼装置;第一破碎装置将粗硅料破碎至30~150目,以获得第一破碎料;酸洗装置将第一破碎装置生产出的第一破碎料进行酸洗,以去除第一破碎料表面的杂质;原料硅矿热炉采用埋弧冶炼方式进行渣洗熔炼酸洗装置酸洗除杂后的第一破碎料以获得原料硅;第二破碎装置对原料硅矿热炉生产出的原料硅进行破碎,以获得第二破碎料,第二破碎料的目数为30~150目;除碳装置将第二破碎装置生产出的第二破碎料进行煅烧,以降低第二破碎料中的碳含量,其中煅烧后的第二破碎料中的碳含量小于0.4ppm;电子束熔炼装置包括控制装置、加料装置、炉体、设置在炉体内的两个熔炼坩埚、一个水冷铜坩埚及对应设置在熔炼坩埚、水冷铜坩埚上方电子束枪,控制装置控制加料装置、熔炼坩埚、水冷铜坩埚、电子束枪工作,两个熔炼坩埚平行设置,水冷铜坩埚设置在两个熔炼坩埚下方,且位于两个熔炼坩埚之间,加料装置设置在炉体上,以在控制装置的控制下将预定量的煅烧后的第二破碎料加入到两个熔炼坩埚中,控制装置控制两个熔炼坩埚上方的电子束枪对两个熔炼坩埚中的第二破碎料 ...
【技术特征摘要】
1.一种晶体硅提纯集成系统,其特征在于,包括:第一破碎装置、酸洗装置、原料硅矿热炉、第二破碎装置、除碳装置、电子束熔炼装置;第一破碎装置将粗硅料破碎至30~150目,以获得第一破碎料;酸洗装置将第一破碎装置生产出的第一破碎料进行酸洗,以去除第一破碎料表面的杂质;原料硅矿热炉采用埋弧冶炼方式进行渣洗熔炼酸洗装置酸洗除杂后的第一破碎料以获得原料硅;第二破碎装置对原料硅矿热炉生产出的原料硅进行破碎,以获得第二破碎料,第二破碎料的目数为30~150目;除碳装置将第二破碎装置生产出的第二破碎料进行煅烧,以降低第二破碎料中的碳含量,其中煅烧后的第二破碎料中的碳含量小于0.4ppm;电子束熔炼装置包括控制装置、加料装置、炉体、设置在炉体内的两个熔炼坩埚、一个水冷铜坩埚及对应设置在熔炼坩埚、水冷铜坩埚上方电子束枪,控制装置控制加料装置、熔炼坩埚、水冷铜坩埚、电子束枪工作,两个熔炼坩埚平行设置,水冷铜坩埚设置在两个熔炼坩埚下方,且位于两个熔炼坩埚之间,加料装置设置在炉体上,以在控制装置的控制下将预定量的煅烧后的第二破碎料加入到两个熔炼坩埚中,控制装置控制两个熔炼坩埚上方的电子束枪对两个熔炼坩埚中的第二破碎料进行熔炼除磷,控制装置控制两个熔炼坩埚将熔融的原料先后交替流入水冷铜坩埚,控制装置控制水冷铜坩埚上方的电子束枪以面积变化的面扫描方式及按照第一预定功率对流入水冷铜坩埚中的原料进行扫描升温,以保证在水冷铜坩埚内有一个预定厚度的熔池,利用熔池与结晶的物料之间的固液界面来使杂质不断的向熔池内汇集、挥发;其中,面积变化的面扫描方式是指调整电子束扫描面扩大、缩小的频率,使水冷铜坩埚中被扫描的区域不断由大至小的变换,来实现对熔区移动速度和结晶速度的控制;在水冷铜坩埚内的原料流满后,控制装置控制水冷铜坩埚上方的电子束枪以面积不变的面扫描方式且功率逐渐缩小,来降低功率及将硅锭中的杂质集中至硅锭顶部中心,待水冷铜坩埚中的冷却后出锭,获得多晶硅半成品,将多晶硅半成品的底部和顶部杂质富集区锯切,以获得多晶硅。2.如权利要求1所述的晶体硅提纯集成系统,其特征在于:控制装置控制加料装置将预定量的煅烧后的第二破碎料加入到两个熔炼坩埚中,控制装置控制两个熔炼坩埚上方的电子束枪对两个熔炼坩埚中的第二破碎料进行熔炼除磷的具...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘应宽,温卫东,冯全义,周雪梅,杨麒,卢赞东,严刚,李洋,姜丽华,锁晓峰,
申请(专利权)人:宁夏东梦能源股份有限公司,
类型:发明
国别省市:宁夏,64
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