定向凝固制備多晶硅柱狀晶的研究

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1、萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)定向凝固制備多晶硅柱狀晶的研究作者：梅向陽，馬文會，魏奎先，楊斌，戴永年，MEIXiangyang，MAWenhui，WEIKuixian，YANGBin，DAIYongnian作者單位：昆明理工大學(xué)材料與冶金工程學(xué)院/真空冶金國家工程實驗室,云南,昆明,650093刊名：中山大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）英文刊名：ACTASCIENTIARUMNATURALIUMUNIVERSITATISSUNYATSENI年，卷(期)：2009，48(z2)被引用次數(shù)：0次參考文獻(4條)1.WINFRIEDHoffmannPVsolarelectricityindustry:Mark

2、etgrowthandperspective20062.MULLERA.GHOSHM.SONNENSCHEINRSiliconforphotovoltaicapplications20063.HUQihanMetalSolidificationTheory19914.CHENYajun.CHENQi.WANGZidongGrowthmechanismofcolumncrystalsindirectionalsolidifivation2004(11)相似文獻(10條)1.期刊論文武冠男.張軍.劉林.傅恒志.WUGuan-nan.ZHANGJun.LIULin.FUHeng-zhi太陽能級多

3、晶硅定向凝固技術(shù)的研究進展-鑄造技術(shù)2008,29(5)隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展,作為太陽能電池最基礎(chǔ)的原材料--高純多晶硅,在全球范圍內(nèi)嚴重短缺,迫切需要發(fā)展一種高效率低成本的太陽能級多晶硅的制備方法.在各種生產(chǎn)多晶硅的方法中,定向凝固多晶硅因其成本低、環(huán)境污染小,工藝相對簡單、成熟,且能直接使用冶金級硅為原料的特點.被寄予很大的希望來實現(xiàn)大規(guī)模太陽能級硅的生產(chǎn).本文綜合評述近年來太陽能級多晶硅定向凝固技術(shù)的研究進展,著重闡述冶金級硅中磷和硼的提純,以及多晶硅定向凝固組織和缺陷的控制,并提出今后的研究發(fā)展方向.2.學(xué)位論文張劍冶金提純法制備太陽能級多晶硅研究2009清潔可

4、再生能源是人類文明可持續(xù)發(fā)展，解決能源短缺、環(huán)境污染與經(jīng)濟發(fā)展之間矛盾的首要選擇。其中，太陽能以分布廣泛、儲量無窮、清潔無污染等優(yōu)點備受世人關(guān)注，太陽能的研究和應(yīng)用也成為人類能源發(fā)展的主要方向之一。隨著越來越多的國家啟動國家性光伏工程，光伏產(chǎn)業(yè)必將迎來更加迅猛的發(fā)展，對太陽能級多晶硅的需求也將極大的增加。太陽能級多晶硅不僅是光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)原材料，同時也是提純制備半導(dǎo)體級硅的主要原材料。目前，太陽能級多晶硅主要采用化學(xué)方法制備，成本高、污染大、關(guān)鍵技術(shù)被國外壟斷，導(dǎo)致供應(yīng)嚴重匱乏，直接催生了太陽能級多晶硅制備新工藝的研究熱潮。其中，采用冶金手段提純制備太陽能級多晶硅以其成本低、無污染等特點尤

5、其受到重視。
　　通過對其他研究機構(gòu)與學(xué)者提出的工業(yè)硅提純工藝仔細對比和研究，本研究提出了一種采用冶金手段將工業(yè)硅提純至SN以上，最終制備為適合制作太陽電池的多晶硅鑄錠的新工藝路線，并通過實驗進行了驗證。本工藝主要采用酸洗、真空精煉、一次定向凝固、電子束精煉、二次定向凝固五個步驟提純制備太陽能級多晶硅鑄錠。同時本研究還涉及坩堝選擇、檢測手段和腐蝕方法等，并研究定制了一系列相關(guān)的多晶硅提純設(shè)備。
　　酸洗實驗結(jié)果表明，不同的酸對工業(yè)硅中雜質(zhì)的去除效果是不同的。HF酸洗去除雜質(zhì)Al、Fe效果最佳；而對雜質(zhì)Ca、Ti、Cu、Zn而言，HF酸洗與HC1酸洗效果相差不大。當(dāng)工業(yè)硅粒度為0

6、.1～0.5mm，在60℃恒溫水浴條件下，由4mol/l的HF酸酸洗24小時以上時，酸洗效果最佳，工業(yè)硅中的金屬雜質(zhì)去除率可達到88.9％。當(dāng)在酸洗過程中施加超聲場時，聲流和聲空化作用使硅粉表面未完全暴露的晶界狹縫處的雜質(zhì)被去除的更加徹底，可以提高酸洗提純效果。
　　真空精煉研究表明，當(dāng)真空度為10-2Pa時，精煉30～40min可以有效去除工業(yè)硅中的飽和蒸氣壓高的雜質(zhì)元素。進一步提高真空度和精煉時間可以提 高雜質(zhì)去除率，但同時也極大的增大了硅的損失。同時，由P的真空精煉實驗數(shù)據(jù)推導(dǎo)得到下式：
　　根據(jù)雜質(zhì)P提純前后的濃度Cini和Cfin，能夠提前計算出提純后硅的收率ym，該

7、公式可作為真空精煉工藝制定的參考。
　　 設(shè)計制造了專用于制備多晶硅鑄錠的多區(qū)控溫定向凝固裝置。實驗結(jié)果表明，當(dāng)熔體溫度保持為1550℃，拉錠速度為1x10-5～5x10-5m/s.冷卻水流量 300～800L/h時，定向凝固兩次以上可以使雜質(zhì)得到有效去除。本文還通過計算定性的研究了定向凝固時，溫度梯度、凝固速度、精煉磁場、凝固次數(shù) 對定向凝固提純的效果，利用自行設(shè)計的保溫精煉爐在熔體中產(chǎn)生的精煉磁場以提高定向凝固