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文檔簡介
1、隨著化石能源消耗殆盡,能源危機(jī)日益凸顯。近年來能源價(jià)格不斷高漲,對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的阻礙越來越大。尋求新能源和可再生能源已是迫在眉睫;同時(shí),國際經(jīng)濟(jì)仍未走出2008年的金融危機(jī),世界各國紛紛將投資新能源和可再生能源作為刺激經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的強(qiáng)心針。在上述雙重因素推動(dòng)下,作為可再生能源重要組成的太陽能光伏產(chǎn)業(yè),在經(jīng)歷過2008年的短暫的低谷后,急速回溫。歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)(EPIA)預(yù)測,2013年太陽能電池市場規(guī)模將由2008年的5559MWp增為2
2、.23萬MWp。目前光伏電池的主要原料為太陽能級(jí)多晶硅,主流生產(chǎn)技術(shù)為改良西門子法。其核心技術(shù)始終掌握在最大的7家國際公司手中。我國企業(yè)所用技術(shù)嚴(yán)重落后于國際先進(jìn)水平;同時(shí),該方法的產(chǎn)品成本仍是商業(yè)化運(yùn)營所難以承受的。因此為從根本上打破國際壟斷,加速光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。必須開發(fā)新的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低成本太陽能級(jí)多晶硅提純技術(shù)。物理法(冶金法)是最具發(fā)展前景的,世界各國均取得了一定的研究進(jìn)展,但目前為止還沒有大規(guī)模投入商業(yè)生產(chǎn)的報(bào)道。本論文
3、的研究工作旨在探索、開發(fā)一種全新的具有一定成本優(yōu)勢的物理法提純技術(shù)。
冶金級(jí)硅中的大部分金屬雜質(zhì)和S、CI等非金屬雜質(zhì)適合用真空蒸發(fā)手段去除;B可用等離子體精煉手段去除;定向凝固可以顯著地移除金屬雜質(zhì)。在充分調(diào)研現(xiàn)有各種物理提純手段的基礎(chǔ)上,我們結(jié)合自身優(yōu)勢,確立集電磁約束、等離子體輔助加熱、真空精煉、定向凝固分凝等手段于一體的物理提純技術(shù)。該技術(shù)有兩個(gè)主要特點(diǎn):
1.使用電磁約束無接觸熔煉。除底部與石墨托盤
4、接觸外,硅料在冶煉全程中不與坩堝或其它材料接觸,避免二次污染;
2.同步使用多種精煉手段,一次熔煉即得到高純硅產(chǎn)品,減少了重復(fù)熔化硅料所產(chǎn)生的能耗。
論文探討了以冶金級(jí)硅為原料,利用水冷石英坩堝和水冷銅坩堝,采用物理法提純硅料的可行性。由于實(shí)驗(yàn)難度很大,未能達(dá)到預(yù)期目的。但對(duì)最關(guān)鍵的電磁約束無接觸熔煉技術(shù)做了深入研究,取得了重要結(jié)果,向?qū)崿F(xiàn)預(yù)定目標(biāo)推進(jìn)了一大步。該工作主要分為兩部分:水冷石英坩堝精煉實(shí)驗(yàn)研究,
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