太陽能硅制備過程濕法提純石英的工藝優(yōu)化.pdf

1、太陽能電池發(fā)展的最主要制約因素是成本,其中材料費(fèi)用是最大的支出。同時,半導(dǎo)體材料的選擇、制備工藝與質(zhì)量直接影響太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和成品率。在太陽能級多晶硅(SoG-Si)制備的多種工藝中,冶金法在節(jié)能與環(huán)保方面體現(xiàn)了極大的優(yōu)勢。將濕法冶金作為火法制備SoG-Si的預(yù)處理工序,能夠大幅降低雜質(zhì)含量,提高火法冶金的成品率。若改傳統(tǒng)的濕法提純冶金級硅(MG-Si)為濕法提純原料石英,不僅能有效避免雜質(zhì)引入,還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的“連鑄”,極大降

2、低SoG-Si的制備成本和能耗。
　　 本課題根據(jù)石英中雜質(zhì)的分布特性,系統(tǒng)地研究了濕法提純石英的工藝過程條件。該工藝作為冶金法制備SoG-Si前處理工序,可以去除大部分雜質(zhì),結(jié)合高純還原碳以及后續(xù)火法冶金工序,使低成本制備SoG-Si材料具有廣闊前景的工藝路線。
　　 實(shí)驗(yàn)考察了氫氟酸濃度、草酸濃度、硝酸濃度、酸浸時間、石英粒徑、液固比等因素對酸法提純石英工藝過程的影響,利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)

3、、X射線熒光光譜儀(XRF)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行表征。結(jié)果表明最佳工藝條件為:w(HF)=2％、w(H2C2O4)=3％、w(HNO3)=30％、酸浸時間4 h、石英粒徑100目～120目、液固比4:1、酸浸溫度60℃。Fe、Al、Ca、P雜質(zhì)的去除率分別達(dá)到99.99％、35.37％、78.61％、90.00％,經(jīng)酸法處理后石英中雜質(zhì)總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至1.102×10-4,雜質(zhì)總量下降一個數(shù)量級,除雜效果明顯。