太阳能级硅

摘要： 太阳能级硅因其在光伏产业的巨大市场,而具有十分重要的研究价值。对几种太阳能级硅的制备方法,如改良的西门子法、熔盐电解法、冶金法、合金精炼法,进行了介绍。概述了各方法的制备原理和研究现状,并说明了各方法的优点和不足。

摘要： 冶金法作为制备太阳能级硅的低成本技术,受到了光伏行业的广泛关注.其工艺主要包括酸洗、造渣、定向凝固、真空精炼、熔剂精炼等.其中,熔剂精炼由于操作温度低、杂质去除效率高,被视为最有可能实现大规模产业应用的低成本冶金技术之一.近年来,熔剂精炼法提纯太阳能级硅的研究发展迅速,科研工作者已经较系统地研究了 Si-Al、Si-Sn、Si-Cu、Si-Fe、Si-Ca 等不同合金熔剂体系杂质从硅中去除的行为和规律.综述了国内外学者利用不同合金体系去除冶金级硅中杂质的研究结果,特别关注了硅中杂质B、P的去除,同时也对熔剂精炼过程中熔剂金属与初晶硅的分离进行了概述.最后,指出了熔剂精炼提纯冶金级硅有待进一步深入研究的方向.%Metallurgical method has been widely concerned by the photovoltaic industry,because of its low-cost technology for the purification of solar grade silicon.The metallurgical route contains acid leaching,slag refining,directional solidification,vacuum refining,and solvent refining,etc.Due to the advantages of low-melting temperature and high-efficiency removal of impurities,sol-vent refining has been regarded as one of the most possible technologies to realize large-scale industrial applications.In recent years, research on the purification of solar grade silicon by solvent refining has been developed rapidly,and the removal behaviors of impuri-ties from Si in various solvent refining systems such as Si-Al,Si-Sn,Si-Cu,Si-Fe and Si-Ca,etc.have been studied by researchers too.The results of the research on the removal of impurity in metallurgical grade silicon by different solvent refining systems are summarized,especially for the impurity B and P.Additionally,the separation methods of primary silicon during the refining process are discussed.Finally,it is pointed out that the possible development trend of solvent refining technology in the future.

摘要： The presence of light elements like C ,N ,O has wide influence on the properties of solar-grade silicon .Since silicon is the dominating raw material of solar cells ,the purity of crystalline sili-con has significant influence on electrical properties of solar cells .In this paper ,the research progress on carbon ,nitrogen and oxygen on the presence ,distribution ,formation mechanism and process con-trol was summarized .An outlook for light elements research in silicon was also proposed ,the combi-nation of different purification methods to control and eliminate impurities in silicon is worth paying attention to investigate ,and the further research on the behavior of C ,N ,O in silicon can also im-prove silicon quality .%C,N,O等轻质元素的存在对太阳能级晶体硅材料的性能有着广泛影响,而硅材料作为太阳能电池的主要原材料,其纯度对电池的电学性能有着决定性作用.本文总结了晶体硅中C,N,O元素的存在形态、分布规律、形成机制及工艺控制等的研究进展,并对未来硅中轻质元素的研究进行了展望,使用各种提纯工艺的优势交叉互补来控制及去除硅中的杂质值得研究及关注,对硅中C,N,O元素的交互作用的深入研究也将会对硅材料质量的提高有着积极作用.

摘要： 能源危机和环境污染的双重压力导致世界各个国家对于新能源的探索和研究，太阳能作为一种清洁能源，得到了世界广泛重视与支持。这几年，太阳能硅电池的快速发展带来了巨大的多晶硅需求，冶金法制备太阳能级多晶硅具有低投资，低成本，较短能源收回期，无污染的特点。文章主要研究冶金法制备太阳能级多晶硅的工艺，实验考查各种不同工艺的参数。

摘要： 能源危机和环境污染的双重压力导致世界各个国家对于新能源的探索和研究，太阳能作为一种清洁能源，得到了世界广泛重视与支持。这几年，太阳能硅电池的快速发展带来了巨大的多晶硅需求，冶金法制备太阳能级多晶硅具有低投资，低成本，较短能源收回期，无污染的特点。文章主要研究冶金法制备太阳能级多晶硅的工艺，实验考查各种不同工艺的参数。

摘要： 以高纯石英为原料,石墨坩埚和钨为电极材料,在CaCl2-LiC1混合熔盐(摩尔比9∶1)中电解制备Ca-Si合金,经区域熔炼提纯制得太阳能级硅(SG-Si).用XRD,SEM和ICP-MS对电解合金及提纯后产物进行表征和含量分析.结果表明:在电解槽电压2.6V、温度850°C的条件下,产物为Ca-Si合金.经过两次区域熔炼提纯后,硅锭85％以上的区域纯度接近99.9999％,符合SG-Si的要求.

摘要： Electrical conductivity of molten binary and ternary mixtures based on the system NaF−AlF3−SiO2 was investigated by means of a tube–cell (made of pyrolytic boron nitride) with stationary electrodes. Viscosity of the binary system Na3AlF6−SiO2 was measured by computerized torsion pendulum method. It was found that conductivity and viscosity varied linearly with temperature in all investigated mixtures. Obtained content dependence of electrical conductivity (isotherms) was divided into two parts. First, one represented the content region up to 10%(mole fraction) of SiO2;second, the region was with a higher content of SiO2 (from 10%up to 40%). While the conductivity considerably decreased with content of SiO2 in the second part; it surprisingly rose in the low content range. A small addition of SiO2 to the molten cryolite (up to 10%) could slightly increase viscosity, but had no influence on the slope of this dependence since it is responsible for a glassy-networks formation in the melt. Further addition of SiO2 to the molten cryolite had a huge effect on the viscosity.%以热解碳化硼管作电导池，用固定电导池常数法研究由NaF−AlF3−SiO2构成的二元系和三元系熔盐的电导率；用扭摆法测定Na3AlF6−SiO2二元系的黏度。研究发现，所研究熔盐体系的电导率和黏度均与温度呈直线关系。Na3AlF6−SiO2二元系的电导率与SiO2含量关系曲线可分为0~10%和10%~40%(摩尔分数)两段，当SiO2含量超过10%之后，电导率随着SiO2含量的增加而快速下降，而当SiO2含量小于10%时，电导率随着SiO2含量的增加而缓慢增加。在 SiO2含量大于10%的冰晶石熔盐中添加少量的 SiO2，熔盐的黏度增加，但增加的趋势基本相同，这与熔盐中形成玻璃网状结构的离子团有关。当在冰晶石熔盐中继续增大 SiO2含量到50%时，黏度发生急剧变化。

摘要： 研究了用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定太阳能级硅(SOG-Si)中硼的方法.试验发现,在110°C左右的温度下,用氢氟酸和硝酸的混合溶液作溶剂,试样在PFA烧杯中能较快溶解,且在溶样时添加0.3 mL甘露醇,可有效抑制硼的损失.在1000级洁净室中,用金属氧化物半导体(MOS)级试剂溶解电子级硅(EG-Si),可控制样品空白中硼元素含量小于1 μg/L,并能抑制部分基体效应.在仪器最佳工作状态下,选取B 182.641 nm作为分析谱线,方法的检出限为18.10 μg/L,回收率在92％～108％之间,相对标准偏差(RSD,n=11)不大于7.2％.样品中硼的测定结果与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法及辉光放电质谱(GDMS)法进行了比对,结果吻合.

摘要： 在过去的6个月里,由于中日美三国快速增长的市场需求,以及一大批没有竞争力的供应商的暂时撤退,光伏产品价格已经渐渐稳定下来了,利润率也开始回升,而且,出口到除欧洲以外的太阳能市场的产品也正在上扬。预计2014年我们将会看到一个持续的组件供货回潮。

摘要： 随着硅集成电路和器件以及太阳能电池产业的快速发展, 导致了高纯多晶硅的严重脱销和价格暴涨，制约了光伏发电产业的发展,由于硅材料的成本约占太阳能电池总成本的50%左右，所以低成本提纯冶金硅 至太阳能级硅工艺技术越来越受到广泛重视,成为研究开发热点。本文分析了全球光伏产业的发展现状和趋 势，重点对目前获得太阳能级多晶硅的化学路径和冶金路径进行了对比分析，同时介绍了几种典型低成本 生产太阳能级多晶硅的技术工艺，并指出了冶金法目前存在的一些问题。

摘要： 低成本提纯冶金硅至太阳能级硅工艺技术越来越受到广泛重视,成为研究开发热点.本文介绍了太阳能级硅的发展,用途以及国内外生产现状,讨论了西门子法制备太阳能级硅的制备工艺以及热还原法、冶金法等各种新型的制备方法.综述各种先进的冶金级硅除硼工艺,并进行了比较分析,展望了应用前景.

摘要： 本文阐述了传统制备太阳能级硅的生产工艺和光伏产业发展的现状,说明了研究开发低成本制备太阳能级硅生产工艺的必要性;同时介绍了目前研发的低成本制备太阳能级硅新技术、新工艺.

摘要： 探讨了太阳能级硅中氧杂质对电池性能可能的影响，并据此对激光刻槽埋电池的工艺加以优化。在此基础上，制作的大面积（２５．２５ｃｍ〈’２〉）太阳电池的转换效率达到１６．５９℅。

摘要： 本文使用两步金属辅助刻蚀法(two-step metal-assisted chemical etching)在冶金硅粉表面及内部引入多孔结构以强化杂质脱除,并对实验过程中刻蚀过程中的杂质去除机理进行了初步探究,研究结果表明:在两步金属辅助刻蚀的过程中刻蚀时间的延长能够有效的提高杂质的去除效率,在2h的刻蚀后杂质的去除率能够分别达到Fe:99.12％,Al:86.98％,Ca:68.21％,Ti:85.18％,B:46.5％,P:50.92％,为实现短流程湿法处理直接获得纯度接近太阳能级硅要求的产品提供了一定依据.

摘要： 传统上提纯硅的化学法存在费用高、污染严重等问题,冶金法作为新兴的提纯硅的方法,拥有广阔的前景.本文对冶金法中的Al-Si合金法进行了详细的研究,重点讨论了系统中B、P等主要杂质的去除随着冷却速率变化而变化的情况,并计算出了B、P在不同冷却速率下的有效分凝系数.发现随着冷却速率的减小,B、P的有效分凝系数减小.

摘要： 实验分别研究了低浓度的HF+HCI、HF+H2SO4、HF+HNO3三组混合酸常压酸浸,HCl、HNO3两种酸加压酸浸和铵盐常压及加压浸出对工业硅中杂质B的去除影响。结果表明NH4Cl+试剂X+试剂Y体系在加热的条件下除硼效果最佳,可去除工业硅中的B,去除率在50%左右。

摘要： 探讨焙烧及淬火对湿法提纯的影响,采用正交实验方法寻找浸出提纯的最优组合。研究表明,焙烧及淬火处理后的硅粉经酸漫提纯,纯度比未处理的有了一定提高。利用金相显微镜、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)对样品提纯前后的组织结构和纯度进行了表征及检测。粒径为200目的硅粉经焙烧和淬火处理,在HF浓度为0.8mol/L,时间为2h的条件下,Fe、Al、Ca、As和Ti的去除率分别达到98.87％、90.96％、93.56％、97.73％、96.73％。

摘要： 利用光伏太阳能电池是解决石油、煤炭、天然气等能源产生大量CO2温室气体、危害环境的唯一途径。传统上采用西门子法制备太阳能级Si。由于西门子法存在着工艺复杂、副产物多、成本高等缺点,限制了太阳能电池的应用。本文以冶金级Si为原料,研究si的熔盐电解精炼过程,旨在开发新的太阳能级Si的生产工艺。分别以石磨、Si和Si-Cu(31mol％)合金为阳极,测量了81CaCl2-10NaCl-9CaO(in mol％)和81CaCl2-8.0NaCl-8.5CaO-2.5Si(in mol％)两种熔盐在Mo电极上的循环伏安曲线,以液态Cu-Si合金为阳极、Mo丝为阴极,81CaCl2-8.0NaCl-8.5CaO-2.5Si(in mol％)熔盐为电解质,在-0.2～-0.3V电压下进行了电解精炼实验,获得了多晶Si。用电子扫描显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析和表征了Si的形貌和组成。

摘要： 利用光伏太阳能电池是解决石油、煤炭、天然气等能源产生大量CO2温室气体、危害环境的唯一途径。传统上采用西门子法制备太阳能级Si。由于西门子法存在着工艺复杂、副产物多、成本高等缺点,限制了太阳能电池的应用。本文以冶金级Si为原料,研究si的熔盐电解精炼过程,旨在开发新的太阳能级Si的生产工艺。分别以石磨、Si和Si-Cu(31mol％)合金为阳极,测量了81CaCl2-10NaCl-9CaO(in mol％)和81CaCl2-8.0NaCl-8.5CaO-2.5Si(in mol％)两种熔盐在Mo电极上的循环伏安曲线,以液态Cu-Si合金为阳极、Mo丝为阴极,81CaCl2-8.0NaCl-8.5CaO-2.5Si(in mol％)熔盐为电解质,在-0.2～-0.3V电压下进行了电解精炼实验,获得了多晶Si。用电子扫描显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析和表征了Si的形貌和组成。

摘要： 一种真空循环精炼太阳能级多晶硅设备及太阳能级多晶硅提炼方法，该设备包括真空脱气炉与循环法真空处理炉。利用置于真空脱气炉内的盛硅桶装载液态硅原料，再控制真空脱气炉与循环法真空处理炉的压力，配合一惰性气体导入装置，使得液态硅可以进行搅拌等作业，达到去除杂质的目的。利用本发明的设备可直接制造出预定浓度的多晶硅溶液，大幅缩短多晶硅制造所需的时间与成本。

摘要： 本发明公开了一种基于晶体硅刚线废料制备太阳能级单晶硅的方法，属于二次资源利用领域，具体步骤如下：首先将刚线废料烘干，然后与添加剂进行充分混合，混合后的物料直接装入多晶炉所用的坩埚中，在装料的过程中加入一定比例的晶体硅作为籽晶，装料结束后入炉铸锭，铸锭完成去除表面渣，剩余部分进行破碎、酸洗，检测其纯度，纯度达到6N以上进行拉晶，拉晶结束后得到太阳能级单晶硅棒，如果检测铸锭试样纯度没有达到6N，则进行二次铸锭，然后再进行拉晶得到太阳能级单晶硅，该方法工艺简单、流程短、可操作性强，实现了变废为宝，缓解了环境污染问题的同时提高了产品的附高价值。

摘要： 本发明公开了一种太阳能级多晶硅和电子级多晶硅联产的方法和系统，1)将生产太阳能级多晶硅的尾气与生产电子级多晶硅的尾气混合通过尾气分离得到分离开的粗制氢气、粗制氯硅烷；2)通过氢气初级提纯得到太阳能级氢气；通过氯硅烷初级提纯得到太阳能级氯硅烷；3)将部分太阳能级氢气用来作为生产太阳能级多晶硅的原料，其余部分通过氢气中级提纯得到电子级氢气；将部分太阳能级氯硅烷用来作为生产太阳能级多晶硅的原料，其余部分通过氯硅烷中级提纯得到电子级氯硅烷；4)生产太阳能级多晶硅；生产电子级多晶硅。实现单套系统具备同时进行太阳能级多晶硅和电子级多晶硅的生产能力，在不进行电子级多晶硅生产期间仍可以生产太阳能级多晶硅。

摘要： 本发明涉及多晶硅回收技术，提出了一种高效回收金刚线切割硅粉制备太阳能级多晶硅的方法。首先，对硅粉废料进行预处理，再采用高能量密度的加热方式对硅粉废料进行造粒，之后对造粒后的硅块进行真空定向凝固，最后对硅锭进行电子束熔炼。本发明采用激光或电弧加热方式，由于具有能量密度高的特点，可以使一定区域内的超细硅粉在未来得及发生严重氧化的前提下，瞬间熔化并快速凝结成具有一定体积的硅块。高能量密度造粒过程，硅的出成率>95%，显著提高了后续熔炼过程的填充效率，降低成本。同时，本发明进一步结合真空定向凝固杂质的分凝作用和电子束熔炼去除P、O等易挥发性杂质，可以更加有效地提高杂质的去除率，最终得到太阳能级多晶硅。

摘要： 本发明涉及一种钛硅物料制备太阳能级多晶硅的方法，属于钛硅物料高效资源综合利用技术领域。将钛硅物料中的碳脱除至0.1wt.%～2wt.%进行预处理过程；将经预处理的钛硅物料，采用真空蒸馏精炼除杂工艺除去易挥发的杂质；然后电磁定向凝固分离，获得3～4N高纯硅和杂质较高的钛硅合金；将得到的3～4N高纯硅加入合金化金属，得到合金化后的高纯硅；将得到的合金化后的高纯硅酸浸，获得5～6N的UMG‑Si颗粒；将得到的5～6N的UMG‑Si颗粒，采用真空蒸馏精炼除杂工艺除去易挥发的杂质；然后电磁定向凝固分离，获得6N的太阳能级多晶硅。本发明以钛硅物料为原料，结合现有的硅合金化提纯、湿法浸出、定向凝固等技术，制备出太阳能级多晶硅。

摘要： 本发明公开了一种利用硅泥废料制备太阳能级硅原材料的方法，其中，所述方法包括：将单晶硅切片的硅泥废料与水混合搅拌，得到悬浮溶液A；将第一气体与双氧水混合，得到第一气液混合物；将第一气液混合物通入所述悬浮溶液A，搅拌，静置，清理油污，得到悬浮溶液B；将第二气体与氨水混合，得到第二气液混合物；将第二气液混合物通入所述悬浮溶液B，搅拌，静置，清理油污，得到悬浮溶液C；将所述悬浮溶液C压滤，清洗，烘干得到硅泥；将所述硅泥进行压铸制粒，得到硅泥颗粒；将所述硅泥颗粒放入真空定向凝固炉中加热熔化并定向凝固，得到多晶硅铸锭；将所述多晶硅铸锭去除顶部、边皮，之后敲碎，得到的太阳能级硅原材料。

摘要： 本发明公开的是一种精炼工业硅制备太阳能级硅的方法，主要解决了现有冶金法制备太阳能级多晶硅工艺路线都比较长、设备较复杂、成本较高以及工艺的可控性较差等问题。本发明包括以下步骤：（1）冶金级硅在炉内熔化后获得硅熔体，向炉内通入保护气体和精炼气体，进行造渣精炼；所述造渣精炼包括低温造渣阶段、中温造渣阶段和高温造渣阶段；（2）造渣精炼后再进行真空精炼；（3）真空精炼完成后将熔体硅进行分凝精炼，分凝精炼后通过定向凝固获得成品。本发明具有投资少、操作方便、节能、可适用于大规模生产等优点。

摘要： 本发明提供了一种太阳能级硅的生产原料和太阳能级硅的制备方法。所述生产原料包括石英砂、铝粉和添加剂，所述添加剂包括组分A和组分B，所述组分A选自氧化钙、碳酸钙和氢氧化钙中的一种或多种，所述组分B包括萤石、氯化钾、碳酸钠中的一种或多种；以重量计，石英砂：铝粉：组分A：组分B=10:(4~8):(3~12):(1~5)。本发明在传统的铝热反应的原料中加入了组分A和组分B并控制原料之间特定的配比，可使采用发明提供的原料制备出的硅的产率和纯度得到显著提高。

摘要： 本发明公开了一种利用晶体硅金刚线切割废料制备太阳能级硅的方法，首先对金刚线切割废料进行烘干，然后与造渣剂充分混合，混合后物料直接置于熔炼炉进行造渣精炼，造渣精炼结束后进行通气精炼，保温静置使渣金分离，渣金分离后直接把硅液倒入已预热的铸锭所用的坩埚中，并迅速入炉升温抽真空进行铸锭，把剩下的硅渣倒入另外的模具中冷却处理，铸锭完成后把顶端和底部杂质含量较多的部分去除，即硅纯度低于5N，得太阳能级多晶硅，也可作为单晶原料；对单晶原料破碎、酸洗，然后拉单晶，拉晶结束后得到太阳能级单晶硅；该方法实现了变废为宝，不仅工艺简单、流程短，减少了环境污染问题，还实现了可循环经济的发展模式，提高了产品的高附加值。

摘要： 本发明公开了一种利用硅泥废料制备太阳能级硅原材料的方法，其中，所述方法包括：将单晶硅切片的硅泥废料与水混合搅拌，得到悬浮溶液A；将第一气体与双氧水混合，得到第一气液混合物；将第一气液混合物通入所述悬浮溶液A，搅拌，静置，清理油污，得到悬浮溶液B；将第二气体与氨水混合，得到第二气液混合物；将第二气液混合物通入所述悬浮溶液B，搅拌，静置，清理油污，得到悬浮溶液C；将所述悬浮溶液C压滤，清洗，烘干得到硅泥；将所述硅泥进行压铸制粒，得到硅泥颗粒；将所述硅泥颗粒放入真空定向凝固炉中加热熔化并定向凝固，得到多晶硅铸锭；将所述多晶硅铸锭去除顶部、边皮，之后敲碎，得到的太阳能级硅原材料。