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制备太阳能级多晶硅过程中湿法除杂研究

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文档简介:

制备太阳能级多晶硅过程中湿法除杂研究第28卷第4期2012年8月有色矿冶N0N—FERROUSMININGANDMETALLURGYV01.28.№4August2012movingchlorinebywashing文章编号:1007—967X(2012)04—0032—04制备太阳能级多晶硅过程中湿法除杂研究邹祥宇,谢宏伟,翟玉春,戴永年,郎晓川(1.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;2.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650031)摘要:在熔盐电解精炼基础上结合常温酸洗技术对冶金硅进行精炼提纯制备太阳能级多晶硅。采用SEM对熔盐电解精炼前后冶金硅阳极表面和产物硅进行表征。考察了熔盐电解解精炼和酸洗过程中主要工艺参数:电精炼电压、电精炼温度、浸出剂种类、酸洗时问等对硅中杂质去除率的影响。当在2.0V、1000K条件下,电解精炼400rain再结合5%HNO+5%HF混合酸酸洗8h后产物硅中各杂质含量均小于1ppm,产物硅的纯度达到99.9999%以上。关键词:熔盐电解精炼;酸洗;冶金硅;太阳能级多晶硅中图分类号:0645.5;TF123.1+33文献标识码:A1前言太阳能光伏发电产业因其取之不尽、用之不竭、清洁环保和安全可靠等独特优势而被誉为21世纪的朝阳产业。近几年来,随着光伏产业的迅猛发展,太阳能级多晶硅的需求量以每年20%速度急剧增长,在相同光致效率下,降低硅太阳能电池成本的关键就在于降低提纯太阳能级硅材料的成本。因此,迫切需要开发低能耗、低成本的太阳能级硅制备新技术。目前,多晶硅生产方法分为化学法和物理法。化学法主要包括改良西门子法、硅烷法、流化床法等,其中改良西门子法应用最广,得到的多晶硅纯度高,沉积速率快,但是沉积温度高达1100oC,能耗高,需要建立完整的回收装置,投资大,这些导致西门子生产多晶硅投资能耗和成本非常高。物理法主要包括真空感应熔炼法、电子束熔炼法、等离子体熔炼法、热交换法、凝固提纯法,酸洗过滤法等。其中酸洗过滤法提纯冶金硅不仅可以在常温下进行,还具有成本低、设备简单、处理量大的优点。T.L.Chu等人研究盐酸、王水、硫酸和硝酸的混合液对冶金硅除杂效果,其中王水去除杂质的效果最明显。I.C.Santos和马晓东¨都曾报道过酸洗对Al、Fe、ca等高含量元素的脱除效果好,氢氟酸对冶金硅提纯效果比盐酸好。庞爱锁等用酸浸和高

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