的具有任何合適量的暫時(shí)重疊或 缺乏的所有合適的配置和方法。
[0135] 定向凝固可以包括使用頂部加熱器將硅加熱至至少約1450°C、1460°C或1470°C， 并在大約8小時(shí)至26小時(shí)內(nèi)緩慢地將硅的頂部的溫度從約1450°C、1460°C或1470°C冷卻 至1410°C。定向凝固可以包括使用頂部加熱器將硅加熱至至少約1450°C，并保持硅的頂部 的溫度大致恒定在約1450°C和1460°C之間約16小時(shí)，取決于錠塊的重量和高度。定向凝 固可以包括關(guān)閉頂部加熱器，使硅冷卻約4小時(shí)至8小時(shí)，然后從定向凝固坩堝移除頂部加 熱器。
[0136] 在一個(gè)實(shí)施方案中，定向凝固包括使用頂部加熱器將硅加熱至至少約1450°C，并 保持硅的頂部的溫度大致恒定在約1440°C和1460°C之間約16小時(shí)至24小時(shí)，取決于錠塊 的重量和高度。實(shí)施方案包括關(guān)閉頂部加熱器，使硅冷卻約4小時(shí)至8小時(shí)，然后從定向凝 固坩堝移除頂部加熱器。
[0137] 在另一實(shí)施方案中，定向凝固包括使用頂部加熱器將硅加熱至至少約1450°C、 1460°C或1470°C，并在約10小時(shí)至16小時(shí)內(nèi)緩慢地將硅的頂部的溫度從約1450°C冷卻至 14KTC。實(shí)施方案包括關(guān)閉頂部加熱器，使硅冷卻約4小時(shí)至12小時(shí)，然后從定向凝固坩 堝移除頂部加熱器。
[0138] 在另一實(shí)施方案中，定向凝固可以包括使用頂部加熱器利用至少約60%、70%或 80%的由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的總功率的功率控制來(lái)將硅加熱至至少約1450°C、1460°C或1470°C。 功率可以保持大致恒定在約60%、70%或80%功率之間約10小時(shí)至16小時(shí)?？梢躁P(guān)閉對(duì) 頂部加熱器的供電，可以使硅冷卻大約4小時(shí)至12小時(shí)，在此之后可以從定向凝固坩堝移 除頂部加熱器。
[0139] 在另一實(shí)施方案中，定向凝固可以包括使用頂部加熱器利用至少約60%、70%或 80%的由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的總功率的功率控制將硅加熱至至少約1450°C、1460°C或1470°C。允 許硅的頂部的溫度在約10小時(shí)至16小時(shí)內(nèi)從約1450°C冷卻至1410°C?？梢躁P(guān)閉頂部加 熱器，用于冷卻硅約4小時(shí)至12小時(shí)，在此之后可以從定向凝固坩堝移除頂部加熱器。
[0140] 所述方法可以包括從定向凝固坩堝中移出第二硅?？梢酝ㄟ^(guò)任何合適的方法移出 硅。例如，可以通過(guò)翻轉(zhuǎn)定向凝固坩堝并使第二硅能夠從定向凝固坩堝中滴出來(lái)移出硅。在 另一實(shí)例中，定向凝固坩堝在中間被分開(kāi)以形成兩半，使得能夠容易地從坩堝中移出第二 娃。
[0141] 所述方法可以包括移出最后的硅液體。在凝固期間，通過(guò)偏析液體被雜質(zhì)飽和，可 以將最后的硅液體從定向凝固坩堝中移出到另一容器中。在凝固后可以容易地從坩堝或模 具中移出第二硅。該方法可以改善錠塊的品質(zhì)和生產(chǎn)成本。
[0142] 所述方法可以包括從定向凝固的第二硅中移除任何合適的部分。優(yōu)選地，移除合 適的部分導(dǎo)致硅錠塊的整體純度提高。例如，該方法可以包括從定向凝固的第二硅中移除 至少一部分的最后凝固部分。優(yōu)選地，定向凝固的硅的最后凝固部分是錠塊的頂部，因?yàn)槠?是在底部至頂部的定向凝固期間被定向的。通過(guò)偏析，最大濃度的雜質(zhì)一般存在于凝固的 硅的最后凝固部分中。因此，移除最后凝固部分可以從凝固的硅中去除雜質(zhì)，得到比第一硅 具有更低濃度的雜質(zhì)的經(jīng)修整的第二硅。去除硅的一部分可以包括用帶鋸切割固體硅。去 除硅的一部分可以包括噴丸處理或蝕刻。噴丸處理或蝕刻通常也可以用來(lái)清潔或去除第二 硅的任何外表面，而不只是最后凝固部分。
[0143] 所述方法可以包括使用階梯式溶解溶液和洗滌過(guò)程從硅-鋁復(fù)合物中純化硅。溶 解溶液可以包括酸溶液。溶解溶液可以與硅中的包括鋁在內(nèi)的雜質(zhì)反應(yīng)或溶解該雜質(zhì)。所 述方法包括使第一硅-鋁復(fù)合物與弱溶解溶液混合。充分進(jìn)行混合以使第一復(fù)合物至少部 分地與弱溶解溶液反應(yīng)。該混合提供第一混合物。所述方法還包括分離第一混合物。第一 混合物的分離提供第三硅-鋁復(fù)合物和弱溶解溶液。所述方法還包括使第三硅-鋁復(fù)合物 與強(qiáng)溶解溶液混合。充分進(jìn)行混合以使第三復(fù)合物至少部分地與強(qiáng)溶解溶液反應(yīng)。該混合 提供第三混合物。所述方法還包括分離第三混合物。該分離提供第一硅和強(qiáng)溶解溶液。所 述方法還包括使第一硅與第一漂洗溶液混合。該混合提供第四混合物。所述方法還包括分 離第四混合物。第四混合物的分離提供濕的純化硅和第一漂洗溶液。所述方法還包括干燥 濕的純化硅。濕的純化硅的干燥提供了干燥的純化硅。
[0144] 其他實(shí)施方案
[0145] 本發(fā)明提供以下示例性實(shí)施方案，其編號(hào)不應(yīng)解釋為表示重要水平：
[0146] 實(shí)施方案1提供了用于定向凝固的設(shè)備，其包括：包括底部的定向凝固坩堝；和冷 卻平臺(tái)，所述冷卻平臺(tái)包括：限定了孔的第一表面，所述孔配置為接收所述定向凝固坩堝的 底部的一部分，和冷卻管道，所述冷卻管道配置為將一部分的強(qiáng)制空氣提供到所述定向凝 固謝堝的底部的一部分。
[0147] 實(shí)施方案2.實(shí)施方案1所述的設(shè)備，其中所述定向凝固坩堝的多個(gè)側(cè)壁包含熱面 耐火材料。
[0148] 實(shí)施方案3.實(shí)施方案1或2所述的設(shè)備，其中所述定向凝固坩堝的底部包含傳導(dǎo) 性耐火材料。
[0149] 實(shí)施方案4.實(shí)施方案1至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中利用強(qiáng)制空氣，所述定向 凝固坩堝的底部的一部分以約10% /小時(shí)的速率散熱。
[0150] 實(shí)施方案5.實(shí)施方案1至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述定向凝固坩堝的底部 的至少一部分包括配置為散熱的多個(gè)傳熱片。
[0151] 實(shí)施方案6.實(shí)施方案5所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)傳熱片的至少一部分沿著所述 定向凝固坩堝的底部向外延伸。
[0152] 實(shí)施方案7.實(shí)施方案5或6所述的設(shè)備，其中所述傳熱片包括扁鋼條。
[0153] 實(shí)施方案8.實(shí)施方案5至7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述傳熱片包含不銹鋼。
[0154] 實(shí)施方案9.實(shí)施方案1至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述定向凝固坩堝的底部 的至少一部分包括凸面，所述凸面配置為位于所述孔內(nèi)。
[0155] 實(shí)施方案10.實(shí)施方案1至9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述孔基本上接收所述 定向凝固坩堝的底部的中央。
[0156] 實(shí)施方案11.實(shí)施方案1至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述孔配置為通過(guò)允許 所述坩堝基本水平地支撐在所述冷卻平臺(tái)上來(lái)接收所述定向凝固坩堝的底部的一部分。
[0157] 實(shí)施方案12.實(shí)施方案1至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述孔配置為接收所述 底部的約25%的表面積。
[0158] 實(shí)施方案13.實(shí)施方案1至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述孔為圓形的。
[0159] 實(shí)施方案14.實(shí)施方案1至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述孔為矩形的。
[0160] 實(shí)施方案15.實(shí)施方案1至14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一表面與第二表 面分隔開(kāi)以限定所述冷卻管道的矩形橫截面。
[0161] 實(shí)施方案16.實(shí)施方案1至15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述冷卻管道還包括第 二表面，所述第二表面配置為與所述第一表面一起限定噴嘴，其中所述噴嘴將一部分的強(qiáng) 制空氣提供到由所述孔接收的所述定向凝固坩堝的底部的一部分。
[0162] 實(shí)施方案17.實(shí)施方案1至16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述冷卻管道配置為將 一部分的強(qiáng)制空氣基本垂直地提供到所述定向凝固坩堝的底部的一部分。
[0163] 實(shí)施方案18.實(shí)施方案1至17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述冷卻管道包括冷卻 管道入口，所述冷卻管道入口配置為向所述冷卻管道提供強(qiáng)制空氣。
[0164] 實(shí)施方案19.實(shí)施方案18所述的設(shè)備，其中所述冷卻管道入口包括至少一個(gè)強(qiáng)制 空氣入口，所述強(qiáng)制空氣入口配置為接收來(lái)自風(fēng)扇的強(qiáng)制空氣。
[0165] 實(shí)施方案20.實(shí)施方案1至19中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述冷卻管道配置為以 基本均勻的方式將一部分的強(qiáng)制空氣提供到所述定向凝固坩堝的底部的一部分。
[0166] 實(shí)施方案21.實(shí)施方案1至20中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中提供到所述定向凝固坩 堝的底部的一部分的所述一部分的強(qiáng)制空氣是湍流的。
[0167] 實(shí)施方案22.實(shí)施方案1至21中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中提供到所述定向凝固坩 堝的底部的一部分的所述一部分的強(qiáng)制空氣的速度為至少約16米/秒（m/s)。
[0168] 實(shí)施方案23.實(shí)施方案1至21中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中提供到所述定向凝固坩 堝的底部的一部分的所述一部分的強(qiáng)制空氣的體積速度為至少約5000立方英尺/分鐘。
[0169] 實(shí)施方案24.實(shí)施方案18至23中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中由所述冷卻管道入口 接收的強(qiáng)制空氣大約在環(huán)境溫度下。
[0170] 實(shí)施方案25.實(shí)施方案1至24中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其還包括頂部加熱器，所述 頂部加熱器包括至少一個(gè)加熱構(gòu)件，所述加熱構(gòu)件包括加熱元件或感應(yīng)加熱器。
[0171] 實(shí)施方案26.實(shí)施方案25所述的設(shè)備，其中所述頂部加熱器還包括隔熱體，所述 隔熱體包括隔熱磚、耐火物、耐火物的混合物、隔熱板、陶瓷紙、高溫毛或其混合物。
[0172] 實(shí)施方案27.實(shí)施方案26所述的設(shè)備，其中所述頂部加熱器還包括外套，其中所 述隔熱體至少部分地設(shè)置在加熱元件和頂部加熱器外套之間。
[0173] 實(shí)施方案28.實(shí)施方案27所述的設(shè)備，其中所述頂部加熱器外套包含不銹鋼。
[0174] 實(shí)施方案29.實(shí)施方案1至28中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述定向凝固坩堝還 包括外套，其中所述外套限定了接受一部分的強(qiáng)制空氣的所述定向凝固坩堝的底部的一部 分。
[0175] 實(shí)施方案30.用于定向凝固的方法，其包括：提供或接收第一硅，提供或接收包括 底部的定向凝固坩堝，和提供或接收冷卻平臺(tái)。所述冷卻平臺(tái)包括限定了孔的第一表面和 冷卻管道，所述孔配置為接收所述定向凝固坩堝的底部的一部分，所述冷卻管道配置為將 強(qiáng)制空氣提供到所述定向凝固坩堝的底部的一部分。所述方法還包括利用所述強(qiáng)制空氣冷 卻所述定向凝固坩堝的一部分，并在所述定向凝固坩堝中定向凝固所述第一硅以提供第二 娃。
[0176] 實(shí)施方案31.實(shí)施方案30所述的方法，還包括將加熱器放置在所述定向凝固坩堝 的上方，包括將選自加熱元件和感應(yīng)加熱器的加熱構(gòu)件放置在所述定向凝固坩堝的上方。
[0177] 實(shí)施方案32.實(shí)施方案30或31所述的方法，其中所述接收包括接收來(lái)自風(fēng)扇的 所述強(qiáng)制空氣。
[0178] 實(shí)施方案33.實(shí)施方案30至32中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以湍流形式將所述 強(qiáng)制空氣提供到所述定向