工業(yè)硅的冶金法提純研究.pdf

1、能源危機和環(huán)境污染的雙重壓力導致世界范圍內(nèi)對新能源的研究探索。太陽能被認為是最清潔的能源,資源分布廣泛,21世紀以來越來越受到重視,世界范圍內(nèi)掀起了利用太陽能的高潮。各國政府紛紛出臺政策,推動了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但太陽能級硅材料卻供不應求,阻礙了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
　　 傳統(tǒng)的謠門子法等化學法提純工業(yè)硅技術由于污染嚴重、能耗高、成本高,發(fā)展受到限制。近年來發(fā)展起來的冶金法提純工業(yè)硅技術具有環(huán)保、低能耗、成本低的優(yōu)點,可以滿足光伏產(chǎn)業(yè)

2、的迅速發(fā)展。硼和磷含量是影響太陽能級硅產(chǎn)品質量的重要因素,通過冶金法的等離子和電子束等粒子技術可以較好的除去工業(yè)硅中的硼、磷雜質,但能耗依然很高,不符合低碳經(jīng)濟理念。
　　 本文研究采用造渣并結合真空吹氣、酸洗的工藝路線,并利用自行設計的酸洗設備和真空熔煉爐,除去工業(yè)硅中的金屬雜質以及硼和磷,達到提純工業(yè)硅的目的。采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對樣品進行分析。研究不同渣系、造渣時間、氧化造渣、酸洗等參數(shù)對硼和磷以及金屬雜質去除效

3、果的影響。通過以上研究獲得以下主要結果:
　　 造渣工藝可以明顯除去工業(yè)硅中的硼雜質,增加造渣時間、多次造渣可顯著降低硅中的硼含量,但都存在一個飽和值。隨著造渣次數(shù)的增加,最佳造渣時間減?。?br>　　 造渣過程中,通入氧氣可以有效的降低硅中的硼和鈣含量,除硼效果更為明顯,同時增加氧分壓可以促進工業(yè)硅中硼以及鈣雜質的去除；
　　 采用Li2O-SiO2(-Al2O3)系渣劑,通過造渣可以顯著地降低硅中的磷含量；重復造渣