[发明专利]一种水爆破碎多晶硅料的方法

说明书

本发明公开了一种水爆破碎多晶硅料的方法，该方法的具体过程为：将原生硅多晶硅棒料置于高真空熔炼炉内并抽真空，然后通入氩气并加热保温后随炉冷却，将冷却的装载原生硅多晶硅棒料的装料框进行流动水冷却，得到表面产生裂纹的原生硅多晶硅棒料，再进行对碰破碎后分选，得到尺寸为10mm～100mm的硅料粗品，经清洗烘干得到硅料。本发明采用装料筐装载原生硅多晶硅棒料进行加热保温，然后在水槽中进行水爆，再经对碰破碎制备得到硅料，通过对工艺的整体设计和控制，得到粉尘少、表面圆润且尺寸均匀的硅料，促进了硅料拉制单晶的成晶性，提高了硅料的产量和转化率，减少了物料损耗，缩短了制备时间，操作简单，适合于硅料的大规模生产。

技术领域

本发明属于多晶硅铸锭制备技术领域，具体涉及一种水爆破碎多晶硅料的方法。

背景技术

随着太阳能发电领域产能的日趋增加，单晶技术成本逐步下降，特别是二次添加物料持续拉晶已经成为了光伏行业的基本要求。因此对于小块料整个行业需求量极大，再加上本身生产工艺-改良西门子法所生产的产品为棒料或者大块料，整个原生多晶硅生产过程产生的小碎料极少，远远无法满足市场需求。

而且目前市场上比较常见的方法就是人工破碎——采用钨钼合金锤对于原生多晶硅棒或者大块料进行破碎，此方法虽然能够将硅料破碎至市场要求的尺寸，但是产量低，效率低，生产过程粉尘大，污染较大，硅料损耗大，生产成本较高，尤其是人工投入成本较大，碎料表面产生的棱角较多，不够圆润，且表面粉末较多影响单晶的成晶性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种水爆破碎多晶硅料的方法。该方法采用装料筐装载原生硅多晶硅棒料进行加热保温，然后在水槽中进行水爆，再经对碰破碎制备得到硅料，通过对工艺的整体设计和控制，得到粉尘少、表面圆润且尺寸均匀的硅料，促进了硅料拉制单晶的成晶性，提高了硅料的产量和转化率，减少了物料损耗，缩短了制备时间，操作简单，适合于硅料的大规模生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种水爆破碎多晶硅料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将原生硅多晶硅棒料竖直向上摆放在装料框内，然后放置于高真空熔炼炉内，开启机械泵和插板阀门，在25min～30min内对高真空熔炼炉进行抽真空至真空度不超过0.2mbar；所述抽真空后高真空熔炼炉的漏气率低于0.015mbar；

步骤二、向步骤一中经抽真空后的高真空熔炼炉中通入氩气并对原生硅多晶硅棒料进行加热，在20min～30min内使加热功率达到70％～75％，当加热温度升至700℃时，高真空熔炼炉用时1.5h由功率模式切换为温度控制模式并继续保温2.5h～3.5h，然后在持续通入氩气的条件下在1.5h～2h内随炉冷却至500℃～550℃；

步骤三、将步骤二中冷却至500℃～550℃的装载原生硅多晶硅棒料的装料框取出后在30s内放入水槽中进行流动水冷却2.5min，然后取出进行水喷淋除去表面粉末并沥干，得到表面产生裂纹的原生硅多晶硅棒料；

步骤四、将步骤三中得到的表面产生裂纹的原生硅多晶硅棒料进行对碰破碎，然后进行分选，得到尺寸为10mm～100mm的硅料粗品，将分选得到的大于该尺寸的硅料粗品依次重复步骤一中放置于高真空熔炼炉和抽真空工艺、步骤二中加热保温和冷却工艺、步骤三中冷却和喷淋沥干工艺、步骤四中对碰破碎和分选工艺，直至得到尺寸为10mm～100mm的硅料粗品；

步骤五、将步骤四中得到的尺寸为10mm～100mm的硅料粗品进行超声清洗，然后放置于四氟材料板上，送入干燥箱进行烘干，得到尺寸为10mm～100mm的硅料。