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· · 有色金属冶炼部分年期
工业硅除钛的研究
魏奎先,一,马文会,,,戴永年,杨斌,刘大春
.昆明理工大学材料与冶金工程学院,昆;,真空冶金国家工程实验室,昆明;
.云南省有色金属真空冶金重点实验室,昆明
摘要:为了去除工业硅中的杂质制备太阳能级硅,利用工业硅凝固过程中钛在固体和液体中溶解度的差
异,采用定向凝固法去除工业硅中的杂质钛。实验结果表明,钛的去除效率可达. ,工业硅中钛的
含量可以降到×一,说明利用定向凝固法去除工业硅中的钛是可行的。
关键词:太阳能级硅;冶金级硅;定向凝固;除钛
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:———
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太阳能电池或光生伏打电池电力是一种最有前的太阳能级硅供应体系是不可避免的叫。
途的技术。由于高转换效率、低生态影响以及实因此,一个基于大量可以利用的工业硅的太阳
际应用中长期不降解等优点,硅迄今为止在太阳能能级硅生产新工艺提了出来。一般来说,工业硅中
发电器件中是主要的材料。随着近年来太阳能含有大量的杂质,纯度约为。现在利用工业硅
电池产业的不断迅速发展以及对未来几年的发展预制备太阳能级硅的一个关键问题就是如何去除工业
测表明,半导体工业的废料已不能满足太阳能电池硅中的杂质Ⅲ,而钛是工业硅中主要的杂质元素之
产业发展的需要,并且在未来的~年之内也不一
, 约为×~ 。本文介绍一种除去工业硅中
会明显的增加,原料供应已经成为太阳能电池产业钛的方法,并取得了很好的效果。
发展的瓶颈之一。根据对未来几年中光伏产业对多
晶硅材料的需求预测表明,建立一个独立的、低成本
基金项目:国家科技支撑计划重点项目;国家自然科学基金资助项目;教育部博士点基金资助项目
;云南省中青年学术技术带头人后备人才培养项目—
作者简介:魏奎先,男,河南人,博士生
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有色金属冶炼部分年期··
“凸”型的形成是由于工业硅在凝固过程中膨胀所
实验研究
致,这是工业硅的特性。样品顶部的照片见图,截
为了研究定向凝固法提纯工业硅去除杂质钛. 面的照片见图。
我们自行设计了一套定向凝固实验装置,见图。
图样品顶部的照片
.
一升降马达;一升降秆;一进气管;一排气管;一硅胶嚣;
一耐火材料;一石英管;一坩埚;一业硅原料;
一感应圈;一工业硅锭;一红外测温仪
图实验设备简图
.
在实验中我们采用了直接破碎获得的工业硅,
纯度是.% 。实验前原料放置在坩埚内的照片
见图。在实验时,我们先把原料加热到一定温度,
然后开启升降控制装置,使得坩埚以一定速度自上
而下通过熔区,从而实现定向凝固法提纯工业硅。
图样品截面的照片
.
为定量了解利用定向凝固法提纯工业硅除钛的
效果,我们又采用电感耦合等离子体原子发射光谱
分析法—对实验样品进行了定量分析,结
果表明:工业硅中的杂质钛的含量为×~ ,经
定向凝固实验处理后杂质钛的含量降到× ~ ,