[发明专利]太阳能级硅的制备方法及其微波熔炼炉

权利要求书

1.太阳能级硅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：选取金属硅、粉碎，并均匀混入造渣剂形成金属硅混合物；

步骤二：将混合物装入石英坩埚，并置于可水平旋转的微波熔炼炉中；

步骤三：对石英坩埚中的原料进行微波加热，在加热过程的同时用真空泵抽真空；

步骤四：当温度上升到保温熔炼温度时，开启旋转装置；

步骤五：金属硅在微波熔炼炉中在旋转状态下进行保温熔炼；

步骤六：从微波熔炼炉的中心向两端分段断开磁控管的电源，使石英坩埚中的硅液体逐渐降温凝固并铸锭；

步骤七：将所得硅锭远离微波熔炼炉中心的端部以及与坩埚粘黏的部分去除、清洗、干燥、包装。

2.根据权利要求1所述的太阳能级硅的制备方法，其特征在于，所选用造渣剂为Na₂O-CaO-BaO-SiO₂复合造渣剂，其中各组分的纯度均为5N以上，其摩尔比为1：1：2：2，添加量为金属硅原料质量的6～8％。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能级硅的制备方法，其特征在于，所述保温熔炼的温度为1450-1750℃，保温的时间为1-2小时。

4.根据权利要求1或2所述的太阳能级硅的制备方法，其特征在于，所述的步骤三中，采用旋片式真空泵维持炉内真空度，使熔炼过程在低真空下进行，真空度为90-100Pa；在抽真空后，充入氩气或氮气对熔液进行保护。

5.根据权利要求1或2所述的太阳能级硅的制备方法，其特征在于，所述旋转装置的转速为2000-10000r/min。

6.一种用于制备如权利要求1或2所述的太阳能级硅的微波熔炼炉，其特征在于，包括炉体(1)，套设在炉体(1)竖直外侧的固定安装筒(2)，所述的固定安装筒(2)固定安装有支撑架(3)，所述的炉体(1)外套设有第一齿轮圈(4)，所述固定安装筒(2)的内壁上固定设有一圈第二齿轮圈(5)，所述的第一齿轮圈(4)与第二齿轮圈(5)啮合连接；

所述炉体(1)的顶部的中心位置设置炉门(6)，炉体(1)的底部的中心位置固定连接有转轴(9)，所述支撑架(3)设置水平支撑台(30)，所述水平支撑台(30)上固定设有电机安装座(7)，电机安装座(7)上安装有步进电机(8)，所述步进电机(8)的输出轴与所述转轴(9)固定连接；

所述炉体(1)设置开孔一(10)并插入通气管一(11)，所述通气管一(11)与所述真空泵连接，

所述炉体(1)四周内侧内嵌设置磁控管(12)，所述磁控管(12)与设在水平支撑台(30)下方设有的微波发射器(13)通过波导管连接；所述磁控管(12)分段设置并分别设置控制电源。

7.根据权利要求6所述的微波熔炼炉，其特征在于，所述炉体(1)具有开孔二(14)，通气管二(15)插入开孔二(14)并与保护气体储存装置连接。