[发明专利]一种硅料清洗工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其是一种一种硅料清洗工艺及其设备。

背景技术

太阳能电池原理主要是以半导体材料硅为基体，利用扩散工艺在硅晶体中掺入杂质：当掺入硼、磷等杂质时，硅晶体中就会存在着一个空穴，形成n型半导体；同样，掺入磷原子以后，硅晶体中就会有一个电子，形成p型半导体，p型半导体与n型半导体结合在一起形成pn结，当太阳光照射硅晶体后，pn结中n型半导体的空穴往p型区移动，而p型区中的电子往n型区移动，从而形成从n型区到p型区的电流，在pn结中形成电势差，这就形成了太阳能电池。

硅料在加工之前需要用纯水清洗，除去硅料表面的杂质，硅料清洗完毕后利用恒温干燥箱烘烤硅料，接着对烘烤完毕的硅料进行分选称重打包封存，在生产多晶硅锭或单晶硅棒时，将封存打包好的硅料投入多晶炉或单晶炉内进行融化加工。目前，对于硅料的清洗都是先利用纯水清洗，然后放入恒温烘烤箱内进行烘烤，这种硅料清洗工艺虽然能够除去硅料表面的杂质，但是在烘烤硅料的过程中，硅料表面很容易被二次氧化形成二氧化硅层，硅料表面的二氧化硅层很难融化，在后续的工艺中，需要很高的温度长时间才能将表面具有二氧化硅层的硅料融化，这样就需要消耗较多的电能，能耗较高，致使生产成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在清洗硅料时避免在硅料表面形成二氧化硅层的硅料清洗工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该硅料清洗工艺，包括以下步骤：

A、将需要清洗的硅料放入离心设备中；

B、启动离心设备使硅料旋转，在硅料旋转的过程中，向离心设备内注入纯水对硅料进行清洗，所述清洗时间为80-120秒，在清洗过程中，所述离心设备的转速为280-300转/分钟，清洗完毕后，停止向硅料喷洒纯水，调整离心设备的转速至305-330转/分钟进行甩干处理，在甩干过程中向硅料通入温度为60-120度的惰性气体，甩干时间为1400-1800秒；

C、将甩干的硅料密封保存。

进一步的是，所述惰性气体为氮气。

进一步的是，所述氮气的温度为100度。

进一步的是，在清洗过程中，所述离心设备的转速为300转/分钟。

进一步的是，在甩干过程中，所述离心设备的转速为310转/分钟。

进一步的是，所述斜面的倾斜角度为30度。

本发明还提供了一种实现上述硅料清洗工艺的清洗设备，该硅料清洗设备包括底板、侧板、盖板组层的壳体，所述壳体内设置有隔板，所述隔板与底板平行设置，所述隔板与侧板盖板共同围成一个封闭的空腔，所述空腔内设置有旋转筒体，所述旋转筒体底部连接有旋转轴，所述旋转轴穿过隔板，旋转轴下端连接有驱动旋转轴转动的驱动电机，所述隔板上设置有排水孔，所述排水孔上连接有排水管，所述排水管上设置有排水截止阀，所述盖板上连接有用于通入惰性气体的进气管与用于通入纯水的进水管，所述进气管上设置有气体加热装置，所述进气管、进水管分别穿过盖板延伸至空腔内，所述进水管上设置有进水截止阀，所述进气管上设置有进气截止阀，所述旋转筒体的侧壁上设置有多个漏水孔。

进一步的是，所述气体加热装置包括柱状基体，所述柱状基体内设置有圆柱形的气体加热空腔，所述柱状基体上设置有与气体加热空腔连通的进气口与出气口，所述进气口通过气管与惰性气体源连通，所述出气口与进气管连通，所述柱状基体的表面缠绕有加热丝，所述加热丝连接在电源上。

进一步的是，所述加热丝与电源之间设置有温控表，所述气体加热空腔内设置有温度探头，所述温度探头与温控表相连接。

进一步的是，所述惰性气体源为氮气。

本发明的有益效果是：该硅料清洗工艺首先将需要清洗的硅料放入离心设备中；然后启动离心设备使硅料旋转，在硅料旋转的过程中，向离心设备内注入纯水对硅料进行清洗，所述清洗时间为80-120秒，在清洗过程中，所述离心设备的转速为280-300转/分钟，清洗完毕后，停止向硅料喷洒纯水，调整离心设备的转速至305-330转/分钟进行甩干处理，在甩干过程中向硅料通入温度为60-120度的惰性气体，甩干时间为1400-1800秒，将甩干的硅料密封保存，该清洗工艺利用60-120度的惰性气体对硅料进行烘烤，在惰性气体的保护下，硅料不会与氧气接触，因此，在甩干过程中，硅料表面不会形成二氧化硅层，进而在后续工艺中需要融化硅料时，可以很容易的将表面没有二氧化硅层硅料融化，不需要浪费大量的电能去融化二氧化硅层，降低了能耗，进而也降低了生产成本，实现了节能减排的目的。