濕法提純制備太陽能級硅過程的研究.pdf

1、太陽能是一種來源穩(wěn)定、儲量豐富、清潔無污染的可再生能源。隨著能源需求的劇烈增加，太陽能的優(yōu)勢和發(fā)揮的作用已越來越明顯。多晶硅作為光伏產業(yè)中的一種重要的基礎原料，其材料成本的降低是推動光伏產業(yè)發(fā)展的重要動力。采用濕法冶金提純制備太陽能級多晶硅具有設備簡單、能耗低、周期短等優(yōu)勢。
　　本實驗研究了太陽能級多晶硅中雜質在晶體表面和內部的分布特點，采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察Si晶體在酸浸前后晶體表面形貌的變化情況。針對Si中雜質的不同屬

2、性，篩選了適宜的浸出劑，考察了浸出劑質量分數(shù)、溫度、時間等工藝參數(shù)對雜質浸出率的影響。
　　實驗表明:采用H2SO4-HF混合酸去除冶金級Si中的非金屬雜質B的優(yōu)化工藝條件為:w(H2SO4)=55％、w(HF)7％、酸浸溫度為70℃、液固質量比為4∶1，可以使Si粉中w(B)由6.893×10-6降至3.867×10-6，去除率達41.9％。提高水洗溫度有助于H3BO3在水中的溶解，在水洗溫度為80℃下，B雜質的去除率最高可達到

3、44.29％。采用HCl和HF兩步法去除Si中金屬雜質Fe、Al，最佳的工藝條件是w(HCI)=8％，w(HF)=6％，最終可使Fe雜質含量降到26ppm，去除率達到99.1％，Al雜質含量降低到60ppm，去除率為82.3％。數(shù)據(jù)擬合結果表明，濕法提純Si中雜質的過程適用于核收縮反應模型，酸浸過程為固膜擴散控制，而非化學反應控制。XRD數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，酸浸過程，改變酸的濃度并未對Si的晶體結構產生影響，晶格反而因溫度的增加、應力的不平衡等呈