[发明专利]一种颗粒硅的生产方法及装置

说明书

本发明涉及晶体硅制备技术领域，具体而言，涉及一种颗粒硅的生产方法及装置。本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产装置包括颗粒硅晶种制备装置、与颗粒硅晶种制备装置连接的颗粒硅晶种筛分装置、与颗粒硅晶种筛分装置连接的颗粒硅制备装置以及与颗粒硅制备装置连接的颗粒硅筛分装置。本发明的实施例中提供的颗粒硅的生产方法采用闭环循环装置加工颗粒硅，使存在影响多晶硅颗粒的纯度及球度的间隙较小，即便有影响多晶硅颗粒的纯度及球度的现象，也会在两次筛分过程中筛分出去，有效地保证颗粒硅的精度及球度，本发明实施例中提供的颗粒硅的生产方法与上述装置采用相同的技术方案，因此也具备上述的有益效果。

技术领域

本发明涉及晶体硅制备技术领域，具体而言，涉及一种颗粒硅的生产方法及装置。

背景技术

改良西门子法和流化床法是制备多晶硅的主要方法，两种方法均需要多晶硅晶种作为硅沉积载体，改良西门子法通常采用的是圆柱形多晶硅细棒或正方体型多晶硅硅棒作为硅沉积载体，流化床法采用小粒径硅颗粒作为硅沉积载体。

颗粒硅籽晶通常采用研磨、破碎等机械粉碎方法制备。以破碎法制备颗粒硅籽晶为例，在多晶硅硅棒破碎过程中，引入外来杂质和碎颗粒表面氧化的概率很大，此外，很容易在破碎过程中产生硅粉尘，导致物料损失。低纯度颗粒硅籽晶是影响颗粒硅纯度的主要因素，高纯颗粒硅籽晶制备技术是获得高纯颗粒硅的基础性关键技术。在颗粒硅籽晶制备过程中抑制硅粉尘的产生，也是急需解决的问题。

颗粒硅籽晶形貌对流化床工艺的稳定性有重要影响。不规则颗粒硅籽晶，即低球度颗粒硅籽晶在流化床中的占比越高，相对应地最小流化态速度越低，太低的最小流化态速度不利于流化床的稳定运行，会导致流化床沸腾程度提高，会增加床层孔隙率，更加容易产生硅粉尘。

发明内容

本发明的目的在于提供一种颗粒硅的生产方法，以改善现有技术中的生产颗粒硅纯度降低的问题。

本发明的另一目的在于提供一种颗粒硅的生产装置，以改善现有技术中的生产颗粒硅纯度降低的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种颗粒硅的生产方法，其包括对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物；

对第一混合物进行筛分，将非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种分离；

将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；

对颗粒硅晶种进行加工，得到包含颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种的第二混合物；

对第二混合物进行筛分，将颗粒硅、颗粒硅晶种和非颗粒硅晶种分离；

将非颗粒硅晶种作为多晶硅料，用于加工第一混合物；将颗粒硅晶种用于加工第二混合物。

在本发明的一个实施例中：

对多晶硅料进行加工，得到包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物，具体包括：

将多晶硅料加热至形成多晶硅液流；

将多晶硅液流分散为多晶硅液滴；

将多晶硅液滴冷却为包含非颗粒硅晶种和颗粒硅晶种的第一混合物。

在本发明的一个实施例中：

上述多晶硅料加热至形成多晶硅液流的过程中，其加热温度为1000℃至2300℃。

在本发明的一个实施例中：

将上述多晶硅液流分散为多晶硅液滴，具体包括：

采用100℃至600℃的惰性气体以10m/s至1200m/s的速度冲击流出的多晶硅液流使多晶硅液流分散为多晶硅液滴。

在本发明的一个实施例中：