目前,化學(xué)法是制備太陽(yáng)能級(jí)硅的主要方法,但成本和能耗較高,難以滿足光伏行業(yè)的健康快速發(fā)展。開發(fā)低成本、低能耗的太陽(yáng)能級(jí)硅制備工藝是光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。Al-Si合金精煉法提純太陽(yáng)能級(jí)硅具有成本低、能耗低、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì),已成為當(dāng)前硅提純領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但傳統(tǒng)的凝固技術(shù)難以有效分離合金中的初晶硅,導(dǎo)致熔劑金屬Al的回收利用情況不理想。此外Al-Si合金凝固過程中金屬雜質(zhì)的分布特征和分凝行為目前尚缺乏系統(tǒng)的研究,亟需開展進(jìn)一步的深入探索。針對(duì)目前Al-Si合金提純硅存在的問題,本文采用實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的手段,對(duì)初晶硅的生長(zhǎng)行為、分離機(jī)理和金屬雜質(zhì)的去除規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。得到如下主要結(jié)論:（1）采用高溫界面實(shí)時(shí)探測(cè)技術(shù)獲得了固-液界面的遷移速度,建立了固-液界面高度與Al-Si合金下拉距離之間的關(guān)系。結(jié)果表明,隨著硅含量的增加或下拉速率的增大,初晶硅富集區(qū)高度增加、初晶硅平均生長(zhǎng)速率增大。（2）由初晶硅的形貌分析可知,當(dāng)Al-45 wt%Si、Al-55 wt%Si和Al-65 wt%Si合金在拉速為5μm/s的條件下凝固時(shí),初晶硅富集區(qū)中硅晶體為塊狀、胞狀、和胞狀枝晶... 

【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)

圖 1.2 改良西門子法工藝流程圖[15]Fig. 1.2 The flow chart of Modified Siemens 硅烷法硅烷實(shí)際上是甲硅烷，硅烷法主要是精餾提純中間產(chǎn)物硅烷，然后通過熱制備高純多晶硅。生產(chǎn)過程由硅烷的制備、硅烷的提純和硅烷的熱分解組成圖 1.3 所示。該方法可在 800～900℃下分解得到超高純硅，分解溫度較低。H4制備過程中，金屬雜質(zhì)一般很難生成揮發(fā)性的金屬氫化物氣體，可有效避屬雜質(zhì)對(duì)中間化合物的污染，硅烷中的雜質(zhì)主要為 B 和 P 等非金屬。但由于屬于易燃易爆氣體，不易保存和運(yùn)輸，因此該方法的安全風(fēng)險(xiǎn)較高。

圖 1.2 改良西門子法工藝流程圖[15]Fig. 1.2 The flow chart of Modified Siemens② 硅烷法硅烷實(shí)際上是甲硅烷，硅烷法主要是精餾提純中間產(chǎn)物硅烷，然后通過解制備高純多晶硅。生產(chǎn)過程由硅烷的制備、硅烷的提純和硅烷的熱分解組如圖 1.3 所示。該方法可在 800～900℃下分解得到超高純硅，分解溫度較低SiH4制備過程中，金屬雜質(zhì)一般很難生成揮發(fā)性的金屬氫化物氣體，可有效金屬雜質(zhì)對(duì)中間化合物的污染，硅烷中的雜質(zhì)主要為 B 和 P 等非金屬。但由烷屬于易燃易爆氣體，不易保存和運(yùn)輸，因此該方法的安全風(fēng)險(xiǎn)較高。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]日德美三國(guó)光伏發(fā)展經(jīng)驗(yàn)及其借鑒意義[J]. 錢鵬展.  中外能源. 2017(11)
[2]中國(guó)成為全球最大可再生能源生產(chǎn)國(guó)[J]. 舟丹.  中外能源. 2017(09)
[3]中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響因素及對(duì)策分析[J]. 馬謙青.  現(xiàn)代商業(yè). 2017(24)
[4]2016年我國(guó)光伏產(chǎn)品進(jìn)出口分析[J].   電器工業(yè). 2017(03)
[5]鋁硅熔體黏度對(duì)初晶硅富集和分離的影響機(jī)制（英文）[J]. 余文軸,馬文會(huì),鄭忠,蔣偉燕,李杰,田茂洪.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(02)
[6]世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化,非化石能源占比持續(xù)上升[J].   中國(guó)石油企業(yè). 2016(12)
[7]2015年中國(guó)能源生產(chǎn)與消費(fèi)現(xiàn)狀[J]. 周慶凡.  石油與天然氣地質(zhì). 2016(04)
[8]硅晶體生長(zhǎng)速率與過冷度關(guān)系的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[J]. 周耐根,張弛,劉博,李克,周浪.  人工晶體學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]真空定向凝固去除硅中雜質(zhì)鋁的研究[J]. 鄭達(dá)敏,魏奎先,馬文會(huì),戴永年.  特種鑄造及有色合金. 2015(04)
[10]多晶硅精煉提純過程中鋁硅合金的低溫電解分離[J]. 李佳艷,李超超,李亞瓊,譚毅.  材料工程. 2013(11)

博士論文
[1]Si-Al（-Sn）合金凝固精煉過程中硼雜質(zhì)分凝行為的研究[D]. 李亞瓊.大連理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]電子束熔煉提純冶金級(jí)硅工藝研究[D]. 王強(qiáng).大連理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3531851