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硅基产品流片技术(专精特新)

  • 发布时间: 2023-01-29
预算 双方协商
基本信息
地区:石家庄市鹿泉开发区昌盛大街21号
需求方:河北新华北集成电路有限公司
行业领域
电子信息
需求背景

在光伏太阳能电池材料中,晶体硅太阳能电池是运用最为广泛的光电转换材料。然而在目前的太阳能电池硅片生产过程中不可避免的造成约30‑40%的高纯晶体硅以硅片切割废料的形式进入金刚石线切割浆中损失而无法回收。在现有的金刚石线切割浆处理过程中为了降低固液分离操作难度和缩短分离周期需要加入诸多的添加剂进行絮凝和沉降处理,另外为了避免和防止固液分离后含水的硅片切割废料发热或自燃还需要进一步喷洒阻燃剂进行处理。这些处理过程会额外的增加硅片切割废料中外来的杂质二次污染,从而增加了硅片切割废料回收再生制备高纯硅过程中杂质去除的负担和难度。同时,由于硅片切割废料中高纯硅颗粒细小,在常规的高温处理过程中不可避免的造成二次氧化从而降低了硅的回收率。

难题描述

针对现有硅片切割废料再生利用工艺中预处理过程中二次污染和熔炼提纯中杂质去除率低、二次氧化严重和熔炼精炼分段进行的问题,提供一种硅片切割废料回收制备高纯硅的方法,本发明以太阳能电池硅片金刚石线切割过程中产生的硅片切割废料作为原料,先通过预处理获得低杂质和低氧化的原料,然后利用真空重熔和真空精炼、真空铸锭工艺实现硅熔体中杂质去除,并制备出6N级硅。

技术目标
(1)本发明针对硅片切割废料在预处理过程中存在二次污染的实际问题,提出硅片切割废料“真空熔炼精炼‑真空定向铸锭提纯”直接制备高纯硅的方法,以新鲜硅片切割废料为原料,在隔氧或惰性气体下进行预处理,在真空条件下将硅片切割废料熔化、扒渣、精炼,再进行硅熔体的真空定向铸锭提纯,得到纯度6N级以上的高生硅产品,具有设备要求简单、无需添加剂、流程短、产品附加值高、操作容易、适合规模化工业生产的优势;

(2)本发明方法中硅片切割废料无需絮凝、沉降和阻燃等处理,从源头上降低了硅片切割废料中杂质的二次引入;

(3)本发明在真空环境下将硅片切割废料固体块重熔为液态硅熔体,克服了熔炼过程二次氧化的不足,有效提高硅的回收率;真空冶金提纯硅高效保证了真空环境中液态硅熔体中易挥发性杂质Al、Ca、Mg等的高效去除;

(4)本发明真空熔炼、精炼和真空铸锭提纯,无需将硅熔体凝固浇筑后转移至其它精炼装置提纯后再进行铸锭,将真空熔炼、精炼后的液态硅熔体直接进行真空铸锭提纯,明显缩短了中间操作过程,避免了操作中转过程中热量损失和温度降低,有效降低了生产能耗和提高了生产效率。


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