冶金法去除工業(yè)硅中雜質的研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源的逐漸消耗和環(huán)境的污染問題，讓人們意識到新能源開發(fā)與利用的重要性。光伏能源具有清潔環(huán)保、安全便捷、資源充足等優(yōu)點，被認為是21世紀最重要的新能源。在世界各國的政策扶持下，光伏產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展，然而作為光伏產(chǎn)業(yè)基石的太陽能級硅材料出現(xiàn)供不應求的局面，成為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。與傳統(tǒng)的改良西門子法和硅烷法等化學方法相比，冶金法制備太陽能級多晶硅具有成本低、能耗小等優(yōu)點，它是一種有效降低生產(chǎn)成本、專門定位于太陽能級多晶硅的生產(chǎn)方法，可

2、以滿足光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。 本文制定了冶金法提純工業(yè)硅的工藝路線，并利用自行設計的酸洗設備、真空感應熔煉與定向凝固爐和電子束熔煉與定向凝固爐對工業(yè)硅進行了中試規(guī)模的提純研究。首先確定了單種酸洗條件下的酸洗參數(shù)，并提出超聲波作用下的酸洗工藝，酸洗后金屬雜質的總去除率可達88.9％。采用熱交換和Bridgman相結合的定向凝固方法制備了柱狀晶組織粗大的多晶硅鑄錠，分析并計算了鑄錠中金屬雜質的含量分布；降低拉錠速度和水冷底座的冷卻強度

3、有助于定向凝固去除金屬雜質。電子束熔煉對工業(yè)硅中P、Al、Ca、Mn、Zn等高蒸氣壓雜質的去除有顯著的效果，研究了熔池中雜質的分布和去除規(guī)律。 通過上述工藝路線提純后，多晶硅鑄錠中局部位置Al雜質的含量可由2710ppmw降低到0.4ppmw，F(xiàn)e雜質的含量可由2340ppmw降低到＜0.1ppmw，Ca雜質的含量可由576ppmw降低到＜0.1ppmw，Ti雜質的含量可由198ppmw降低到＜0.1ppmw，Mn雜質的含量可由