[发明专利]高温蒸汽除硼制备太阳能级硅

说明书

所属技术领域

本发明涉及硅粉中硼的去除，尤其是对制备太阳能级硅的预处理，使硅的硼含量降低。

背景技术

目前太阳能级硅的制备有西门子法(SiHCl₃精馏法)和俄罗斯物理提纯方法(定向凝固法)。西门子 法是硅与HCl反应生成SiHCl₃，再通过不同精馏工艺提纯，最后在高温下分解成硅。这种方法得到的硅纯 度高，能直接达到太阳能级硅的要求，但是成本非常高，限制了多晶硅太阳能电池的大量推广。俄罗斯物 理提纯法是利用硅里分凝系数小的金属杂质通过定向凝固富集在末端，使先凝固的多晶硅杂质含量明显降 低。分凝系数越小，提纯效果越明显。但是对于分凝系数为0.8的硼，定向凝固提纯的效果不明显。硼的 去除成为定向凝固提纯能否制备出太阳能级硅的必备前提，需要在定向凝固前对硅粉进行预先除硼。

发明内容

硅经研磨成80目以下的硅粉，经混合酸处理8小时。硅粉放入高温炉，通入蒸汽，排出空气。蒸 汽温度与炉温保持一致，随炉温缓慢升温到设定温度(500℃～1000℃)，系统与空气隔绝。提纯结果与硅 中的硼含量、硅粉的颗粒度、反应温度及反应时间有关。经过优化，可以达到理想的要求。

本发明的有益效果是，通过高温蒸汽反应，硼含量降低，解决定向凝固制备太阳能级多晶硅对硼无明 显效果的难题。该工艺设备要求低，操作实际可行，为太阳能级硅的制备去除了关键性的杂质元素硼，使 低成本的物理提纯法制备太阳能级多晶硅成为可能。