СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ С ПОЛУЧЕНИЕМ КРЕМНИЯ СОЛНЕЧНОГО КАЧЕСТВА

1. Способ рафинирования металлургического кремния в реакторе, включающем зону нагрева, для удаления из него загрязняющих примесей, включающий стадии, на которых:
А) выбирают восстанавливающее соединение для сокращения содержания по меньшей мере одной из загрязняющих примесей,
В) смешивают кремний с выбранным восстанавливающим соединением,
С) рафинируют смесь кремния и восстанавливающего соединения в неокислительной среде при повышенной температуре и при пониженном давлении, которое сводит к минимуму улетучивание восстанавливающего соединения, и
D) после этого проводят направленное затвердевание очищенного материала, в результате которого происходит отделение загрязняющих примесей во время указанного рафинирования и охлаждения.
2. Способ по п.1, в котором металлургический кремний включает фосфор в качестве одной загрязняющей примеси, и указанная стадия выбора включает выбор восстанавливающего соединения на основе кальция.
3. Способ по п.1, в котором металлургический кремний включает фосфор в качестве одной загрязняющей примеси, и указанная стадия выбора включает выбор дисилицида кальция.
4. Способ по п.1, включающий стадию, в которой готовят тигель для размещения смеси и помещения в реактор для указанного рафинирования.
5. Способ по п.4, в котором указанное рафинирование включает в качестве начальной стадии стадию, на которой надлежащим образом кондиционируют реактор и тигель для предотвращения взаимодействий между восстанавливающим соединением и любыми загрязнениями в зоне нагрева.
6. Способ по п.5, в котором указанное кондиционирование включает создание разрежения в зоне нагрева и повышение температуры зоны нагрева.
7. Способ по п.5, в котором указанное рафинирование включает стадию, на которой после указанного кондиционирования проводят продувку зоны нагрева инертным газом.
8. Способ по п.5, в котором указанное рафинирование включает стадию, на которой проводят продувку зоны нагрева повторным заполнением зоны нагрева аргоном.
9. Способ по п.7, в котором указанное рафинирование включает стадию, на которой повышают температуру зоны нагрева по меньшей мере до температуры плавления смеси, и после этого снижают давление в зоне нагрева с контролируемой скоростью.
10. Способ по п.7, в котором металлургический кремний включает многочисленные загрязняющие примеси, и указанное рафинирование включает стадии, на которых повышают температуру зоны нагрева по меньшей мере до температуры плавления смеси, и после этого снижают давление в зоне нагрева с контролируемой скоростью, тем самым облегчая сокращение содержания загрязняющих примесей.
11. Способ по п.9, дополнительно включающий стадию, на которой проводят направленное затвердевание очищенной смеси во время охлаждения.
12. Устройство для рафинирования металлургического кремния для удаления из него загрязняющих примесей, включающее:
А) тигельное устройство для помещения смеси металлургического кремния и восстанавливающего соединения для по меньшей мере одной из загрязняющих примесей,
В) реакторное устройство для размещения указанного тигельного устройства и смеси кремния и восстанавливающего соединения,
С) устройство для регулирования среды для создания неокислительной среды в указанном реакторе во время процесса рафинирования при пониженном давлении, тем самым для сведения к минимуму улетучивания восстанавливающего соединения, и
D) устройство для охлаждения очищенного материала в указанном тигельном устройстве, в результате которого происходит отделение загрязняющих примесей во время работы указанного устройства для регулирования среды и охлаждающего устройства.
13. Устройство по п.12, в котором внутренние поверхности указанного тигельного устройства скомпонованы для сведения к минимуму контакта с оксидом во время процесса рафинирования.
14. Устройство по п.12, в котором указанный тигель формируют с облицовкой, образованной из неоксидного материала.
15. Устройство по п.12, в котором указанный тигель формируют с покрытием из неоксидного материала.
16. Устройство по п.12, в котором указанное устройство для регулирования среды включает устройство для создания вакуума внутри указанного реактора.
17. Устройство по п.12, в котором указанное устройство для регулирования среды включает устройство для подачи инертного газа для поддержания инертной атмосферы в указанном реакторе.
18. Устройство по п.12, в котором указанное устройство для регулирования среды включает устройство для подачи аргона для поддержания инертной атмосферы в указанном реакторе.
19. Устройство по п.12, в котором указанное устройство для регулирования среды включает нагревательное устройство для регулирования температуры в указанном реакторе.
20. Устройство по п.12, в котором охлаждающее устройство создает условия подвергания смеси направленному затвердеванию.
21. Устройство по п.20, в котором указанное охлаждающее устройство включает теплообменник и изолирующее уплотнение, которое перемещается из закрытого положения для герметизации реактора в открытое положение для создания температурных градиентов в жидкости и твердом веществе для отделения тем самым загрязняющих примесей.