[发明专利]一种太阳能级多晶硅的制备方法及装置

权利要求书

1.一种太阳能级多晶硅的制备方法，采用的制备装置是由反应器和捕集器两部分组成， 反应器由还原剂储备室和反应室两部分组成，还原剂储罐置于还原剂储备室中，还原剂储备 室上部安装有还原剂液体入口，反应室内设置有反应喷嘴，反应喷嘴与还原剂储罐通过导管 连通，SiCl₄进气管伸入到反应喷嘴内，SiCl₄辅助进气管与反应室连通，反应室设置有物料出 口，反应室物料出口通过导管与捕集器物料入口连通，捕集器由一级捕集器和二级捕集器构 成，每级捕集器均在上部设置有废气出口，在侧壁上端设置有物料入口，下部设置锁气阀和 多晶硅出口，捕集器的筒体内衬一层防腐耐高温涂层，一级捕集器的废气出口与二级捕集器 的物料入口相连；其特征在于：

将四氯化硅废料或冶金级四氯化硅蒸馏提纯达到7N级，将电解得到的金属锌蒸馏提纯 到7N级，将还原剂储备室和反应室温度控制为650～900℃，将加热熔化的液态锌，经还原 剂液体入口加入到还原剂储备室的还原剂储罐中，液态锌受重力作用进入反应喷嘴，7N级四 氯化硅气体由SiCl₄进气管喷入反应喷嘴，液态锌和7N级四氯化硅气体在650～900℃温度下 发生气液还原反应；

反应生成粉状的晶体硅和气态的ZnCl₂，在喷吹作用下反应产物和未反应的还原剂锌被携 带到反应室，未反应的还原剂与SiCl₄辅助进气管吹入的SiCl₄充分反应，并带动反应室内气 体产生涡旋流动，使全部产物被带入捕集器，在捕集器内被捕集的多晶硅产品经由多晶硅出 口收集，将收集得到的多晶硅放入真空蒸馏装置中，在1100～1370℃温度、0.1～15Pa条件 下蒸馏，将多晶硅中的锌蒸馏除去，经过蒸馏除锌的多晶硅进入到定向凝固系统，在定向凝 固炉中，将硅加热到1414～1650℃，然后定向凝固，得到块状多晶硅，切掉头部杂质部分得 到6N级太阳能多晶硅；

将从捕集器出来的废气引入冷凝分离系统中，将冷凝器温度控制为350～650℃，得到液 态ZnCl₂，然后进入蒸馏提纯系统进行提纯，SiCl₄气体送SiCl₄蒸馏提纯系统返回再利用；

ZnCl₂蒸馏提纯后进行电解得到Zn和氯气，其中氯气送到西门子法制备太阳能级多晶硅 工厂或硅氯化炉系统中作为制备SiCl₄的原料，Zn经过蒸馏提纯返回到SiCl₄还原系统继续作 为还原剂继续使用。

2.按照权利要求1所述的一种太阳能级多晶硅的制备方法，其特征在于ZnCl₂蒸馏提纯 后进行电解，电解在玻璃内衬的电解槽中500～650℃温度下进行，电流密度为1500～ 5000A/m²，槽电压4～10V。