冶金法制備太陽能級多晶硅工藝研究.pdf

1、近年來，全球能源的日益緊張導(dǎo)致可再生能源的快速發(fā)展，其中光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤為迅速，導(dǎo)致了太陽能電池原料——多晶硅的嚴重短缺，這個問題嚴重制約著我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前國內(nèi)許多太陽能電池廠家處于半停產(chǎn)狀態(tài)，無原料可生產(chǎn)，另一方面我國多晶硅原料幾乎全部靠進口，國外廠家哄抬原料價格，使多晶硅的價格一路攀升至300美元/公斤，導(dǎo)致國內(nèi)生產(chǎn)廠家只能賺取微薄的加工利潤。 太陽能級多晶硅制備的主流技術(shù)有改良西門子技術(shù)和硅烷法，但都被國外廠家壟斷，

2、他們既不合資也不合作，導(dǎo)致我國原料生產(chǎn)這塊嚴重受制于人，到目前為止其核心技術(shù)我國仍然沒有完全掌握。發(fā)展新的太陽能級多晶硅制備工藝是解決我國多晶硅產(chǎn)業(yè)問題的唯一出路，冶金法制備太陽能級多晶硅具有成本低、污染小等優(yōu)點，但存在工藝不成熟等問題，因此開發(fā)良好的熔煉工藝具有重要意義。 本研究采用自行設(shè)計的真空熔煉爐、電子束熔煉爐對工業(yè)硅進行提純探究，研究不同的真空狀態(tài)、保溫時間、熔煉功率等熔煉參數(shù)對各種雜質(zhì)元素的去除效果的影響，通過以上研

3、究主要獲得以下主要結(jié)果： 真空熔煉對工業(yè)硅中的Ca、Al、P有很好的去除效果，但雜質(zhì)元素在硅錠上分布不均勻，中間部位成分較好，熔煉保溫溫度越高、保溫時間越長對雜質(zhì)的去除效果越好，采用Ar氣保護有利于雜質(zhì)元素的去除，而且可以減少硅料的揮發(fā)，但不利于保溫，增加能耗。通過適當?shù)墓に嚳梢詫㈦s質(zhì)元素P的含量降低至3ppm，將Ca元素的含量降低至1ppm以下； 電子束熔煉熔煉后金屬雜質(zhì)在硅錠上分布不均勻，會向表面聚集，非金屬元素分布