[发明专利]基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法

权利要求书

1.一种基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法，其特征是包括以下步骤：

（1）将冶金硅表面酸洗、蒸馏水清洗，干燥；

（2）把经步骤（1）预处理的冶金硅硅料装进高纯石英坩埚内，并放入定向凝固炉中，将炉腔抽真空；

（3）将定向凝固炉炉腔内温度升高至1200～1350℃，保温100～120min；

（4）向定向凝固炉炉腔充入0～60000Pa的惰性气体；将温度升高至1500～1650℃，保温30～60 min；得到硅熔体；

（5）将步骤（4）得到的硅熔体的温度降至1420～1570 ℃；引入轴向磁场和机械振动到硅熔体中，磁场强度0.01～1T，振动功率1.75KW，振动频率0.1～1KHz，振动振幅0.01～1mm；将装有硅熔体的坩埚以1～20μm/s的速率抽拉出加热区，开始长晶；

（6）长晶结束后，关闭励磁系统和停止机械振动，将温度降至1000～1300℃；关闭加热系统，随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的一种基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法，其特征是所述的步骤（1）中，冶金硅的纯度为99.9～99.99%。

3.根据权利要求1所述的一种基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法，其特征是所述的步骤（1）中，酸洗液为氢氟酸与乙醇的混合液，其体积比为氢氟酸：乙醇=1: 20～1:5，酸洗15～30min；之后用蒸馏水清洗2～10次，每次10～20min；将处理后的冶金硅在真空干燥炉中干燥1～2h，干燥温度200～300℃。

4.根据权利要求1所述的一种基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法，其特征是所述的步骤（2）中，抽真空后，气压为0～1Pa。

5.根据权利要求1所述的一种基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法，其特征是所述的步骤（3）中，定向凝固炉炉腔内温度的加热的速率为23～30℃/min。

6.根据权利要求1所述的一种基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法，其特征是所述的步骤（4）中，惰性气体为纯度不低于99.999%的氩气。

7.根据权利要求1所述的一种基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法，其特征是所述的步骤（4）中，惰性气体的流速为0.5～5L/min。

8.根据权利要求1所述的一种基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法，其特征是所述的步骤（5）中，机械振动波从坩埚底部或坩埚侧面引入。

9.根据权利要求1所述的一种基于轴向磁场耦合机械振动制备太阳能级多晶硅的方法，其特征是所述的步骤（6）中，定向凝固炉炉腔内温度降温速率为4～15℃/min。