一種提純矽的物理方法
2023-04-24 02:50:26 1
專利名稱：一種提純矽的物理方法
技術領域：
本發明涉及一種提純矽的方法，特別是涉及一種提純矽的物理方法。
背景技術：
現在隨著太陽能電池的應用越來越廣泛，用於製作太陽能電池的材料矽的需求量 越來越大。但粗矽產品由於裡面含有較多的雜質，目前還不能直接用於製作太陽能電池。 如何利用半導體廢料越來越重要。雖然現在也有一些其它技術提純方法，如中國專利局 於2007. 07. 11公開的專利申請號200610166374. 6發明名稱《一種矽的提純方法》發明 技術，該項發明解決目前矽提純過程中消耗電力巨大，產量都有很大限制，而且生產成 本居高不下的問題，但最終仍然要採用化學方法，轉化成矽垸進行提純，化學方法汙染 環境、能耗高、工藝複雜。因此，現在急需一種工藝簡單、能耗低、對環境汙染小的物 理方法。
發明內容
本發明的目的在於克服上述缺點，提供一種效率高、工藝簡單、成本低的提純矽 的物理方法。
為此，本發明提供了一種提純矽的物理方法，所述方法是利用矽與其中雜質的熔 點和沸點的不同以及在不同壓力、不同溫度下的蒸發量的不同，通過加熱對粗矽進行蒸 餾，將矽與其中的雜質進行分離，從而提高矽的純度的方法。將粗矽原料放置在加熱器 裡，通過加熱的方式使原料處於氣體蒸發狀態，通過對氣體的分餾將雜質去除。所述加 溫過程是在分鎦塔中進行。由於矽的沸點很高，在常壓了難以蒸發，所以在真空狀態下 蒸發，所述分餾塔與真空設備相連。
在本發明提供的另一種提純矽的物理方法中，所述溫度在除去熔點低於矽的雜質 時，溫度是高於矽的熔點而低於的矽的沸點，如在除去雜質磷、砷時，在這種情況下磷、 砷會從熔化的粗矽原料中蒸發而矽則留在加熱器裡。又如除去雜質銻也是一樣，所述溫 度高於銻的沸點小於矽的沸點，在這種溫度下銻變成蒸汽蒸發掉了。這種情況下可以採 用常壓。當然，也可以在真空狀態下蒸發，但必須保證在此種條件下的真空度矽不會蒸 發，以便於分離雜質。
在本發明提供的另一種提純矽的物理方法中，在除去低溫雜質後，如果所述雜質的熔點高於矽的熔點時，所述溫度高於矽的熔點而低於雜質的熔點。在處理高溫雜質時 所述壓力是真空狀態並且在所述分留塔裡上部安裝矽冷卻板。這樣，粗矽原料被加熱成 蒸汽，在矽冷卻板上結晶成純矽，而高溫雜質由於熔點高、沸點高還殘留在加熱器裡。
本發明提供的另一種提純矽的物理方法中，如果不採用上述分步除去雜質提純的 方法，也可以直接在所述分餾塔上安裝了不同雜質的餾分出口， 一次進行蒸餾，根據不 同雜質的熔點、沸點的不同，在不同的餾分出口進行回收，而高溫雜質保留在加熱器裡。 在所述矽的餾分出口處安裝了矽冷卻板，將經過分餾提純後的矽收集。得到的矽如果純 度達不到產品要求，可以再次進行二次分餾。
本發明提供的空腔陶瓷器產品的成型方法與現有方法相比具有以下優點
1. 環境汙染少由於分餾是物理分離方法，沒有進行化學反應，所以汙染少；
2. 能耗低由於是在真空中直接進行蒸發，所以能耗少；
3. 成本低減少了化學藥品的使用，降低了生產成本。
下面通過附圖描述本發明的實施例，可以更清楚地理解本發明的構思、方法。
附圖1是本發明提供的一種提純矽的物理方法的一個分步提純的實施例的示意圖。
具體實施例方式
參照附圖1，附圖1是本發明提供的一種提純矽的物理方法的一個分步提純的實 施例的示意圖在蒸餾罐3裡安裝了加熱器1，粗矽原料2放置在加熱器1裡，在上方 安裝了矽冷卻板6，蒸餾罐3的頂部連接真空管道5，真空管道5與真空泵4相連。當處 理沸點低於矽的雜質時，如砷，不放置矽冷卻板6,這樣雜質在加熱器1裡受熱後直接 從上部排出；此時，不連接真空管道。當處理熔點高於矽的雜質，如硼(硼的熔點是2300 'C，矽的熔點是1410°C)，控制加熱器1的溫度使矽熔化而硼不熔化，在蒸餾罐3裡放 置矽冷卻板6，開啟真空泵4，這樣由於在真空的條件下，矽的沸點下降變成矽蒸汽，矽 蒸汽與矽冷卻板6相遇，溫度下降，矽蒸汽在冷卻板上結晶，從而與雜質分離，使矽純 度提高，達到矽提純的目的。
上面所述實施例是對本發明進行說明，並非對本發明進行限定。本發明要求保護 的構思、方法和範圍，都記載在本發明的權利要求書中。
權利要求
1.一種提純矽的物理方法，其特徵是所述方法是利用矽與其中雜質的熔點和沸點的不同以及在不同壓力、不同溫度下的蒸發量的不同，通過加熱對粗矽進行蒸餾，將矽與其中的雜質進行分離，從而提高矽的純度的方法。
2. 根據權利要求l所述的提純矽的物理方法，其特徵是所述加溫過程是在分餾塔中 進行。
3. 根據權利要求2所述的提純矽的物理方法，其特徵是所述分餾塔與真空設備相連。
4. 根據權利要求1所述的提純矽的物理方法，其特徵是所述溫度在除去熔點低於矽 的雜質時，溫度是高於矽的熔點而低於的矽的沸點。
5. 根據權利要求4所述的提純矽的物理方法，其特徵是所述壓力是常壓。
6. 根據權利要求1所述的提純矽的物理方法，其特徵是所述雜質的熔點高於矽的 熔點時，所述溫度高於矽的熔點而低於雜質的熔點。
7. 根據權利要求6所述的提純矽的物理方法，其特徵是所述壓力是真空狀態。
8. 根據權利要求6所述的提純矽的物理方法，其特徵是在所述分留塔裡上部安裝 矽冷卻板。
9. 根據權利要求1所述的提純矽的物理方法，其特徵是所述分餾塔上安裝了不同雜 質的餾分出口。
10. 根據權利要求9所述的提純矽的物理方法，其特徵是在所述矽的餾分出口處安 裝了矽冷卻板。
全文摘要
本發明公開了一種提純矽的物理方法。本發明的目的在於克服現有技術的缺點，提供一種成型效率高、工藝簡單、成本低的一種提純矽的物理方法。本發明的目的在於克服上述缺點，提供一種效率高、工藝簡單、成本低的提純矽的物理方法。所述方法是利用矽與其中雜質的熔點和沸點的不同以及在不同壓力、不同溫度下的蒸發量的不同，通過加熱對粗矽進行蒸餾，將矽與其中的雜質進行分離，從而提高矽的純度的方法。將粗矽原料放置在加熱器裡，通過加熱的方式使原料處於氣體蒸發狀態，通過對氣體的分餾將雜質去除。所述加溫過程是在分餾塔中進行，所述分餾塔與真空設備相連。本發明用於提純用於製作太陽能電池的原料矽。
文檔編號C01B33/037GK101607711SQ200810039100
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月18日 優先權日2008年6月18日
發明者王武生 申請人:上海奇謀能源技術開發有限公司