[发明专利]一种制备硼母合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备硼母合金的方法，属于硼母合金制备领域。

背景技术

光伏行业中所谓“母合金”就是杂质元素与硅的合金，主要是指硼硅合金，母合金的作用就是对原料进行掺杂，目的主要是用来改变硅熔体中施主杂质(如磷)或受主杂质(如硼)的杂质浓度，使其生长出的单晶或多晶电阻率达到规定的要求。

传统的母合金生产制造方法都是由单晶炉或者多晶硅铸锭炉拉制而成的，选择的合成原料为6N级以上的高纯硅以及高纯硼粉，成本较高。一般是在制备出高纯的硅料之后，为了铸锭工艺的需要，刻意选择高纯原料制备出的可以用来在铸锭工艺中完成定量掺杂而制备出的，不但生产效率低下，而且整套工艺的实现是通过先除去硅中的杂质，再重新添加新的杂质完成的，消耗能源，不利于环保。

发明内容

本发明提供一种冶金法制备硼母合金的方法，该方法采用工业硅为原料，利用冶金法生产线，利用电子束熔炼技术去除磷杂质，利用一次铸锭技术去除金属杂质，利用二次铸锭技术直接制备出硼母合金锭。特点是根据换算公式，选择合适硼浓度的工业硅，直接利用硅中的硼元素制备硼母合金，而无需掺杂高纯硼粉，制造成本节约30％以上。

一种制备硼母合金的方法，包括下述工艺步骤：

①原料选择：选择与目标硼母合金中硼元素浓度相同的工业硅原料；

②磷杂质去除：利用电子束熔炼法去除步骤①所述物料中的磷；

③金属杂质去除：以步骤②所得物料为原料，利用铸锭方法制备硼母合金锭；

④硼母合金锭制备：将步骤③所得硼母合金锭破碎后作为原料，利用铸锭方法制备硼母合金锭。

上述技术方案中，所述电子束熔炼法可于现有技术中公开的任何电子束熔炼装置中进行；所述铸锭方法可于现有技术中公开的任何合金铸锭设备中进行。

本发明所述方法还包括纯度检测的步骤⑤：检测步骤④所得硼母合金锭的纯度是否达到6N级以上。将上述所得硼母合金锭进行纯度测定，当其纯度达到6N级以上即可进行开方切片。

本发明所述开方切片可按下方式进行：将硼母合金锭去除边皮后，开方，切成1～2cm的薄片，测量薄片电阻率，每0.0005Ω·cm一档分档，破碎、清洗、烘干、封装。

本发明所述方法优选所述步骤①中所述目标硼母合金中硼元素浓度按下述公式计算：

N=1.330×1016ρ+1.082×1017ρ[1+(54.56ρ)1.105]]]>

式中，ρ为电阻率，Ω·cm；N为掺杂剂浓度，cm^-3。