摘 要：在太陽能級多晶硅生產工藝中,才用冶金凈化法去除硼、磷等雜質的方法消耗的能量較大,而金屬熔析凈化法能夠有效的實現冶金硅在金屬液環境下低溫熔化,然后結晶凈化,是一種能耗較低的去除硼、磷的方法。本文主要針對熔析體系選擇原則進行分析,對錫、鋁等金屬作為熔析介質進行篩選,對于Sn-Si體系,在1500K時的硼分凝系數為0.038,小于純硅熔點0.8。硼的質量分數在冶金硅二次熔析凈化處理時可以由15×10-6降至0.1×10-6,一般情況下,其它雜質都可以一次性去除到0.1×10-6以下。在凈化的過程中,硅與雜質生成的化合物是去除雜質的主要方法,本文主要針對金屬熔析凈化法作為基礎的低溫凈化冶金硅的工藝進行分析。
關鍵詞：低溫,金屬熔析凈化法,太陽能級硅,冶金硅,工藝
隨著光伏產業的迅猛發展,太陽能電池被稱為太陽能級硅,目前太陽能電池的主要原料出現嚴重的不足,在冶金過程中,對太陽能級硅的這一新技術的研究是具有重要意義的。近年來,一些太陽能電池通過試驗研究出來,并開始銷售,但是很多用于冶金過程的方法,如真空精煉、結渣精煉及等離子體處理的時間都比較長,且溫度較高。所以,研究一種低成本的冶金技術是大勢所趨。冶金的過程實際上是對硅進行有序凈化的過程,是一步一步對雜質進行去除的過程。因為雜質有自身的特性,沒有一種方法能夠去除所有的雜質,所以,不管是何種工藝,都是不同的方法組合在一起。本文主要在低溫冶金過程的基礎上提出了在金屬熔析凈化法。
1 金屬熔液系統的選擇
在硅金屬溶液中,固體溶解雜質如果要在低溫條件下迅速的去除,首要條件是硅鎂必須要熔化,通過金屬熔析法能夠簡單的實現降硅溶解到熔融金屬,主要是以為內硅鎂的熔點比硅要低很多。合金溶液在冷卻以后,金屬液中存在結晶硅與雜質,通過金屬熔析凈化方法,可以將結晶硅從金屬液中分離出來。該方法關鍵在于硅接近通過低溫處理后得到凈化硅,實現了硅鎂在低溫環境下節能凈化,盡管很多金屬在低溫下會溶解硅,只有部分是針對液化的金屬媒介,在這部分金屬溶液的選擇時,依據以下標準。
1.1 沒有中間化合物生成。如果中間化合物的培養基與硅中夾帶有金屬,會造成嚴重的影響。除此以外,所夾帶的金屬也會使硅的分離更加困難,分離時也會造成嚴重的夾帶金屬損失。
1.2 在共晶點低濃度和低溫度。在共晶點,硅與金屬的共結晶。一般情況下,硅的共晶點存在于具有均勻的顯微組織
聲明：
“低溫凈化冶金硅工藝探討” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：王雷
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2025年07月23日 ~ 26日 
