一种制备颗粒硅籽晶的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及晶体硅制备技术领域，旨在提供一种制备颗粒硅籽晶的系统及方法，其能够制备出纯度、球度高的颗粒硅籽晶。本发明专利技术提供的制备颗粒硅籽晶的系统，包括挡板、熔融装置以及喷射装置，挡板与喷射装置的喷射部间隔设置。经熔融装置将多晶硅料加热至熔融状态，得到熔融多晶硅；将熔融多晶硅经喷射装置分散为多晶硅液滴，并经过挡板分散为更小的多晶硅液滴；多晶硅液滴在空中进行冷却凝固，得到颗粒硅籽晶。本发明专利技术提供的制备颗粒硅籽晶的系统够制备出纯度、球度高的颗粒硅籽晶，具有较小的物料损失量并且不易产生粉尘。本发明专利技术提供的制备颗粒硅籽晶的方法，由于采用上述的制备颗粒硅籽晶的系统，因此也具有上述的有益。

A system and method for preparing grain silicon seed crystals

The invention relates to the field of crystalline silicon preparation technology, aiming to provide a system and a method for preparing granular silicon seed crystal, which can prepare particle silicon seed crystal with high purity and high sphericity. The invention provides a system for preparing grain silicon seed crystals, including a baffle, a melting device, and a injection device, and a ejector interval between the baffle and the ejector device. The melting device polysilicon is heated to a molten state, melt the molten silicon polysilicon; by a spraying device for polysilicon dispersed droplets, and through the baffle dispersed into smaller droplets of polysilicon polysilicon; droplet in the air cooling solidification, grain silicon seed. The system for preparing granular silicon seed is able to prepare particle silicon seed with high purity and high sphericity, and has less material loss and is not easy to generate dust. The method of preparing grain silicon seed crystal by the invention has the advantage of using the system of preparing the grain silicon seed crystal.

【技术实现步骤摘要】
一种制备颗粒硅籽晶的系统及方法
本专利技术涉及晶体硅制备
，具体而言，涉及一种制备颗粒硅籽晶的系统及方法。
技术介绍
改良西门子法和流化床法是制造多晶硅的主要方法，两种方法均需要多晶硅晶种作为硅沉积载体，改良西门子法通常采用的是圆柱形多晶硅细棒或正方体型多晶硅硅棒作为硅沉积载体，流化床法采用小粒径硅颗粒作为硅沉积载体。颗粒硅籽晶通常采用研磨、破碎等机械粉碎方法制备。以破碎法制备颗粒硅籽晶为例，在多晶硅硅棒破碎过程中，引入外来杂质和碎颗粒表面氧化的概率很大，此外，很容易在破碎过程中产生硅粉尘，导致物料损失。低纯度颗粒硅籽晶是影响颗粒硅纯度的主要因素，高纯颗粒硅籽晶制备技术是获得高纯颗粒硅的基础性关键技术。在颗粒硅籽晶制备过程中抑制硅粉尘的产生，也是急需解决的问题。颗粒硅籽晶形貌对流化床工艺的稳定性有重要影响。不规则颗粒硅籽晶，即低球度颗粒硅籽晶在流化床中的占比越高，相对应地最小流化态速度越低，太低的最小流化态速度不利于流化床的稳定运行，会导致流化床沸腾程度提高，会增加床层孔隙率，更加容易产生硅粉尘。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种制备颗粒硅籽晶的系统，其能够制备出纯度、球度高的颗粒硅籽晶，具有较小的物料损失量并且不易产生粉尘。本专利技术的另一目的在于提供一种采用上述制备颗粒硅籽晶的系统的方法。本专利技术的实施例是这样实现的：一种制备颗粒硅籽晶的系统，其包括挡板；用于将固体硅料熔融的熔融装置，熔融装置包括具备有导流口的容纳腔；用于将经导流口流出的熔融液滴喷射至挡板的喷射装置，挡板与喷射装置的喷射部间隔设置。本专利技术的实施例中提供的制备颗粒硅籽晶的系统，包括挡板；用于将固体硅料熔融的熔融装置，熔融装置包括具备有导流口的容纳腔；用于将经导流口流出的熔融液滴喷射至挡板的喷射装置，挡板与喷射装置的喷射部间隔设置。在实施过程中，经熔融装置将多晶硅料加热至熔融状态，得到熔融多晶硅；将熔融多晶硅经喷射装置分散为多晶硅液滴，并经过挡板分散为更小的多晶硅液滴；多晶硅液滴在空中进行冷却凝固，得到颗粒硅籽晶。冷却液滴使其变为固体颗粒，液滴会在表面张力作用下形成高球形度的球形液滴，球形液滴变为球形多晶硅固体颗粒。本专利技术的实施例中提供的制备颗粒硅籽晶的系统够制备出纯度、球度高的颗粒硅籽晶，具有较小的物料损失量并且不易产生粉尘。在本专利技术的一个实施例中：上述喷射装置为连接在导流口的喷嘴以及与容纳腔连通的高压气体注入装置。在本专利技术的一个实施例中：上述喷射装置设置为靠近导流口的高压气体喷射装置。在本专利技术的一个实施例中：上述挡板上设置有凸起部，凸起部与喷射装置的喷射部相对设置。在本专利技术的一个实施例中：上述凸起部设置为半球形。在本专利技术的一个实施例中：上述制备颗粒硅籽晶的系统包括挡板轨道装置，挡板与挡板轨道装置可滑动地连接，使挡板靠近或远离喷射装置的喷射部。在本专利技术的一个实施例中：上述制备颗粒硅籽晶的系统还包括籽晶收集装置，籽晶收集装置具备有收集腔室；挡板、喷射装置以及导流口均设置在收集腔室内。在本专利技术的一个实施例中：上述籽晶收集装置开设有连通收集腔室的高纯气体置换口。一种制备颗粒硅籽晶的方法，采用上述任意一种制备颗粒硅籽晶的系统，制备颗粒硅籽晶的方法包括，熔融步骤：经熔融装置将多晶硅料加热至熔融状态，得到熔融多晶硅；分散步骤：将熔融多晶硅经喷射装置分散为多晶硅液滴，并经过挡板分散为更小的多晶硅液滴；冷却步骤：将多晶硅液滴在空中进行冷却凝固，得到颗粒硅籽晶。在本专利技术的一个实施例中：上述熔融步骤的熔融多晶硅的温度为1450℃至2250℃。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术的实施例中提供的制备颗粒硅籽晶的系统，包括挡板；用于将固体硅料熔融的熔融装置，熔融装置包括具备有导流口的容纳腔；用于将经导流口流出的熔融液滴喷射至挡板的喷射装置，挡板与喷射装置的喷射部间隔设置。在实施过程中，经熔融装置将多晶硅料加热至熔融状态，得到熔融多晶硅；将熔融多晶硅经喷射装置分散为多晶硅液滴，并经过挡板分散为更小的多晶硅液滴；多晶硅液滴在空中进行冷却凝固，得到颗粒硅籽晶。冷却液滴使其变为固体颗粒，液滴会在表面张力作用下形成高球形度的球形液滴，球形液滴变为球形多晶硅固体颗粒。本专利技术的实施例中提供的制备颗粒硅籽晶的系统够制备出纯度、球度高的颗粒硅籽晶，具有较小的物料损失量并且不易产生粉尘。本专利技术的实施例中提供的制备颗粒硅籽晶的方法，由于采用上述的制备颗粒硅籽晶的系统，因此也具备有够制备出纯度、球度高的颗粒硅籽晶，具有较小的物料损失量并且不易产生粉尘的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1提供的制备颗粒硅籽晶的系统10采用第一种喷射装置300的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例1提供的制备颗粒硅籽晶的系统10采用第二种喷射装置300的整体结构示意图。图标：10-制备颗粒硅籽晶的系统；100-挡板；110-凸起部；120-挡板轨道装置；200-熔融装置；210-容纳腔；220-气体置换口；300-喷射装置；310-喷嘴；320-高压气体注入装置；330-高压气体喷射装置；400-籽晶收集装置；410-收集腔室；420-高纯气体置换口。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，本专利技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1：图1为本专利技术实施例1提供的制备颗粒硅籽晶的系统10采用第一种喷射装置300的整体结构示意图。请参照图1，本实施例提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备颗粒硅籽晶的系统，其特征在于，包括：挡板；用于将固体硅料熔融的熔融装置，所述熔融装置包括具备有导流口的容纳腔；用于将经所述导流口流出的熔融液滴喷射至所述挡板的喷射装置，所述挡板与所述喷射装置的喷射部间隔设置。

【技术特征摘要】
1.一种制备颗粒硅籽晶的系统，其特征在于，包括：挡板；用于将固体硅料熔融的熔融装置，所述熔融装置包括具备有导流口的容纳腔；用于将经所述导流口流出的熔融液滴喷射至所述挡板的喷射装置，所述挡板与所述喷射装置的喷射部间隔设置。2.根据权利要求1所述的制备颗粒硅籽晶的系统，其特征在于：所述喷射装置为连接在所述导流口的喷嘴以及与所述容纳腔连通的高压气体注入装置。3.根据权利要求1所述的制备颗粒硅籽晶的系统，其特征在于：所述喷射装置设置为靠近所述导流口的高压气体喷射装置。4.根据权利要求1所述的制备颗粒硅籽晶的系统，其特征在于：所述挡板上设置有凸起部，所述凸起部与所述喷射装置的喷射部相对设置。5.根据权利要求4所述的制备颗粒硅籽晶的系统，其特征在于：所述凸起部设置为半球形。6.根据权利要求1所述的制备颗粒硅籽晶的系统，其特征在于：所述制备颗粒硅籽晶的系统包括挡板轨道装置，所述挡板与所述挡板轨道装置可滑动地连接，使所述挡板靠近或...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍守珍，任长春，李凤琴，赵玉英，蔡延国，宗冰，王体虎，
申请(专利权)人：亚洲硅业青海有限公司，青海省亚硅硅材料工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63