一种无接触破碎多晶硅的方法技术

本发明专利技术公开了一种无接触破碎多晶硅的方法，更具体的说，本发明专利技术公开了一种利用激光技术破碎多晶硅的方法。本发明专利技术的无接触破碎多晶硅的方法，把至少一束激光射向多晶硅棒或者多晶硅块，多晶硅棒或者多晶硅块的表面或者体内的局部区域吸收激光能量后，该多晶硅棒或多晶硅块的局部区域被瞬时加热。被加热的多晶硅棒或多晶硅块的局部区域膨胀，在多晶硅柱或多晶硅块的表面或体内产生热膨胀应力，致使多晶硅棒或多晶硅块破碎。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，更具体的说，本专利技术公开了一种利用激光技术破碎多晶硅的方法。本专利技术的无接触破碎多晶硅的方法，把至少一束激光射向多晶硅棒或者多晶硅块，多晶硅棒或者多晶硅块的表面或者体内的局部区域吸收激光能量后，该多晶硅棒或多晶硅块的局部区域被瞬时加热。被加热的多晶硅棒或多晶硅块的局部区域膨胀，在多晶硅柱或多晶硅块的表面或体内产生热膨胀应力，致使多晶硅棒或多晶硅块破碎。【专利说明】—种无接触破碎多晶硅的方法
本专利技术是有关多晶硅的生产方法，特别是涉及在多晶硅生产过程中，破碎多晶硅的方法。
技术介绍
当前，世界上绝大部分晶体硅的原材料多晶硅是采用改良西门子方法生产。所谓的改良西门子法生产多晶硅，就是在高温下用高纯氢还原高纯三氯氢硅，生成的多晶硅沉积在硅芯上。随着多晶硅不断地被沉积在硅芯上，硅芯的直径逐渐增大，最后形成多晶硅棒。多晶硅棒的直径一般在15?30厘米之间。改良西门子方法所生产的多晶硅棒是半导体工业和太阳能电池工业所需的单晶硅柱和多晶硅锭的原料。作为多晶硅产品，多晶硅棒必须在出厂前被破碎成体积更小的多晶硅块。多晶硅块作为多晶硅生产商的产品，不仅满足了包装和运输的要求，而且也是为了满足生产单晶硅柱和多晶硅锭的生产要求。目前普遍采用的破碎多晶硅棒的方法是手工破碎的方法。所谓的手工破碎就是采用各种锤子作为工具，手工敲击多晶硅棒，致使多晶硅棒破碎。手工破碎的方法不仅需要大量的人力资源，主要问题是在手工破碎多晶硅棒的过程中，多晶硅棒很容易被污染。在手工破碎多晶硅棒的过程中，锤子不断地敲击多晶硅棒。由于锤子与多晶硅棒接触，锤子的材料不可避免的会污染多晶硅。因此，手工破碎方法不仅存在多晶硅被污染的风险，而且破碎效率低。因此，多晶硅生产领域的工程师们一直在不断地寻找更好的破碎多晶硅的方法，以提高破碎多晶硅的效率，同时避免多晶硅棒被污染的风险。中国专利申请号CN102489372A公开了一种替代手工破碎多晶硅棒的方法。该方法在加热多晶硅棒后，瞬时冷却多晶硅棒。在瞬时冷却多晶硅棒的过程中，多晶硅棒表面温度迅速下降，导致多晶硅棒表面的密度急剧下降。由于多晶硅棒体内温度的下降速率远低于多晶娃棒表面温度的下降速率，或者说，多晶娃棒体内的密度下降速率小于多晶娃棒表面密度的下降速率。多晶硅棒的表面密度与多晶硅棒的体内密度的差，造成在多晶硅棒表面承受热膨胀应力。当这种应力达到一定值后，多晶硅棒就会自然破碎。该方法有效地解决了手工破碎效率低的缺点。但是，在多晶硅被冷却的过程中，多晶硅棒与冷却介质接触，因此还是没有能够很好的避免多晶硅棒被污染的风险。中国专利技术专利申请号CN102836765A公开了另一种多晶硅棒的破碎方法。该方法把多晶硅棒放入一个水池内，通过给水池施加瞬时高电压的方法，利用水电效应破碎多晶硅棒。尽管该方法也避免了手工破碎效率低下的缺点，但是该方法不仅比手工破碎多出额外移动多晶硅棒的步骤，而且还增加了干燥被破碎的多晶硅棒的步骤，因此该方法的破碎总体效率可能比手工破碎的效率更低。不仅如此，该方法在整个破碎过程中，多晶硅棒与水和干燥介质接触，增加了多晶硅棒被污染的风险。
技术实现思路
针对以上现有技术的缺陷，本专利技术公开了一种无接触式破碎多晶硅棒的方法，彻底避免了多晶硅棒在破碎过程中被污染的风险。 本专利技术的目的是寻求一种破碎多晶硅棒的方法，该方法能取代现有的手工破碎多晶硅棒的方法，提高破碎多晶硅棒的效率。本专利技术的另一个目的是寻求一种破碎多晶硅方法，该方法在破碎多晶硅棒时，没有除空气以外的固体，液体或气体介质接触多晶硅棒，彻底避免在破碎步骤中，多晶硅棒被额外引入的物质所污染的风险。本专利技术的最后一个目的，是寻求一种破碎多晶硅棒的方法，该方法不仅能提高破碎多晶硅棒的效率，避免多晶硅棒在被破碎时被污染的风险，而且该方法能简化多晶硅棒的破碎步骤，使破碎多晶硅棒的步骤更容易实现自动化，更适用于大规模生产。本专利技术提供了，避免了在破碎多晶硅的过程中，由于多晶硅接触其它物质后，例如金属破碎器件等，多晶硅被污染的风险。采用本专利技术的无接触破碎多晶硅的方法，更可以为实现自动连续破碎多晶硅提供必要的条件。为了实现上述目的，本专利技术公开了一种无接触破碎多晶硅棒的方法。更具体地说，本专利技术公开了一种无接触破碎多晶硅棒的方法。本专利技术，把至少一束激光照射在多晶硅棒或者多晶硅块上，多晶硅棒或者多晶硅块的表面或者体内的局部区域吸收激光能量后，该多晶硅棒或多晶硅块的局部区域被瞬时加热。被加热的多晶硅棒或多晶硅块的局部区域膨胀，在多晶硅棒或多晶硅块的表面或体内产生热膨胀应力，致使多晶硅棒或多晶硅块破碎。本专利技术公开了一种激光破碎多晶硅棒或多晶硅块的方法，该方法利用激光的能量，使多晶硅棒或者多晶硅块的局部区域瞬时产生热膨胀应力，导致多晶硅棒或多晶硅块破碎，达到无接触破碎多晶硅棒或多晶硅块的目的。`本专利技术一种无接触破碎多晶硅棒的方法与现有技术相比较有如下有益效果:本专利技术的优点是，在本专利技术的激光无接触破碎多晶硅棒或多晶硅块的过程中，多晶硅棒或多晶硅块除了接受激光照射外，没有引入其它物质，即，没有引入其它固体、液体和气体与多晶硅棒或多晶硅块接触。多晶硅棒或多晶硅块的纯度是衡量多晶硅棒或多晶硅块质量的最主要指标。多晶硅棒或多晶硅块的杂质含量一般都被控制在百万分之一以下。因此，多晶硅棒或多晶硅块与任何外部物质接触后，其被接触的面积的杂质含量就可能急剧上升，降低了多晶硅棒或多晶硅块的纯度。因此，本专利技术的无接触式激光破碎多晶硅棒或多晶硅块的方法，可以彻底杜绝多晶硅棒或多晶硅块在接触外部物质后被污染的风险。本专利技术的另一个优点是，在本专利技术在激光无接触破碎多晶硅棒或多晶硅块的过程中，多晶硅棒或多晶硅块不需要被反复移动，进一步减小了多晶硅棒或多晶硅块在被破碎步骤中被污染的风险。例如，在手工破碎多晶硅棒或多晶硅块时，经常需要移走覆盖在大多晶硅棒或多晶硅块之上的体积较小的多晶硅块，以便破碎这些大的多晶硅棒或多晶硅块。在移动多晶硅棒或多晶硅块的过程中，不可避免会污染多晶硅棒或多晶硅块。在本专利技术的激光无接触破碎多晶硅棒或多晶硅块的过程中，激光可以透过小多晶硅块之间缝隙，把激光直接照射到在小多晶硅块下部的大多晶硅棒或多晶硅块，破碎这些在小多晶硅块下部的大的多晶硅棒或多晶硅块，避免了由于移动小多晶硅块时，小多晶硅棒或多晶硅块被污染的风险。本专利技术的进一步优点是，本专利技术的激光无接触破碎多晶硅棒或多晶硅块的方法可以提高破碎多晶硅棒或多晶硅块的效率。利用能量特别集中的特点，激光几乎可以瞬时提高多晶硅棒或多晶硅块局部温度。多晶硅棒或多晶硅块的表面或体内接收到激光能量后，局部区域被瞬时加热，导致该局部区域的体积瞬时膨胀，产生热膨胀应力，该热膨胀应力最终导致破碎多晶硅棒或多晶硅块。因此采用本专利技术的激光无接触破碎多晶硅棒或多晶硅块的方法，可以提闻破碎多晶娃棒或多晶娃块的生广效率。随着现代化工业的不断发展，自动化连续操作是一个必然的发展趋势。本专利技术的激光无接触破碎多晶硅棒或多晶硅块的方法，为自动化破碎多晶硅棒或多晶硅块提供了必要条件。例如，采用本专利技术的激光无接触破碎多晶硅棒或多晶硅块的方法，可以把多晶硅棒放置于一个传输带上，激光可以在多晶娃棒或多晶娃块被传输的过程中，连续破碎多晶娃棒或多晶硅块。在传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无接触破碎多晶硅的方法，其特征在于：所述的多晶硅的破碎方法是采用激光器（1）加热多晶硅（2）局部区域（3），使被加热后的多晶硅（2）局部区域（3）体积膨胀，产生热膨胀应力，破碎多晶硅（2）；所述的激光无接触破碎多晶硅棒或多晶硅块的方法是把至少一束激光（11）照射在多晶硅棒或者多晶硅块上，多晶硅棒或者多晶硅块的表面或者体内的局部区域（3）吸收激光能量后，该多晶硅棒或多晶硅块的局部区域（3）被瞬时加热；被加热的多晶硅棒或多晶硅块的局部区域（3）膨胀，在多晶硅棒或多晶硅块的表面或体内产生热膨胀应力，致使多晶硅棒或多晶硅块破碎。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：季静佳，王体虎，
申请(专利权)人：亚洲硅业青海有限公司，
类型：发明
国别省市：