冶金法制备太阳能级多晶硅的耦合除杂研究

李鹏廷^1,2，王凯^1,2，姜大川^1,2，任世强^1,2，谭毅^1,2，安广野³，张磊³，郭校亮³，王峰³

1. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 大连理工大学辽宁省太阳能光伏系统重点实验室3. 大工(青岛)新能源材料技术研究院有限公司

摘 要：以工业硅为原料,利用介质熔炼、定向凝固和电子束熔炼三种熔体处理技术对工业硅中的B、P和金属杂质进行了去除,制备出了99.9999%级多晶硅材料,其中,杂质B和P的含量分别低于0.20 ppmw(parts per million(weight),百万分之一质量),金属杂质总含量(TM)低于0.23 ppmw。研究发现,介质熔炼去除杂质B的过程中,熔体中发生氧化还原反应可以有效去除大部分的杂质Al和Ca;电子束熔炼过程中,利用饱和蒸气压原理可以有效去除挥发性杂质P、Al、Ca,同时降束诱导多晶硅定向凝固,可将其他金属杂质进一步去除。本研究通过各技术间的耦合除杂,减少了冶金法提纯多晶硅的工序,为连续化、规模化生产提供了技术支撑。

关键词：工业硅;介质熔炼;定向凝固;电子束熔炼;