真空感应熔炼工艺在太阳能级多晶硅制备中的应用探索

为了探讨真空感应熔炼工艺在冶金物理法制备太阳能级多晶硅生产中的应用效果,利用真空熔炼设备,对硅料在不同真空度条件下进行制备试验,对比试验前后原料和成品中的P元素以及几种金属元素的化验结果可知,在冶金物理法制备太阳能级多晶硅中真空感应熔炼工艺完全可以起到降低杂质含量,提高硅晶体纯度的作用．     

太阳能级硅粉在等离子体中纯化研究

给出了本研究中所采用工业硅的要求和太阳电池功率高达14%的P型硅材料中单一杂质的阀值。针对太阳能级硅的纯化要求和工业硅的特性,提出了等离子体对硅粒“刻蚀提纯”的新概念。增加鞘层厚度将使硅粉浸泡于高动能离子中的几率增加,钝化效应消失从而达到提高纯化速率的目的。所研制的新型纯化系统能够满足硅粒自旋、长沉降时间和重复纯化的条件,所给出的工艺参数能满足鞘层宽、离子浓度高的要求。实验结果显示这种新的提纯方法可望用于太阳能级硅的制备。     

冶金方法在太阳能级多晶硅制造中的应用

多晶硅作为太阳能转换电能的基础材料,近年来受到广泛关注.本文综述了生产多晶硅的各种冶金方法,主要分析各种冶金方法的特点、发展趋势和可行性,并重点讨论了低成本生产太阳能级多晶硅的方法.     

低碳高效的太阳能级硅制备新技术

对固态二氧化硅在850℃氯化钙熔盐中的伏安行为分析的基础上,通过系统研究了二氧化硅粉末压片在850℃氯化钙熔盐中恒电位电解产物的物相和纯度,确定了通过熔盐电解法制备单质硅的电位范围.实验结果表明,熔盐电解二氧化硅制备单质硅合适的电解电位范围为0.65V(vs.Ca/Ca2+)至1.15V.通过在此电位范围内恒电位电解产物纯度和能量效率分析,明确了熔盐电解制备单质硅最优化的电解电位为0.85V,此时电解产物纯度高达99.41%,电流效率为79.3%,电解能耗为11.5kWh/kg Si.上述结果表明,熔盐电解法制备单质硅与传统碳热还原法相比在能量效率和产物纯度上具有优势.通过电解产物杂质来源的分析,提出进一步提高产物纯度以达到太阳能级硅要求的措施,为通过熔盐电解法直接制备太阳能级硅提供了科学基础.     

冶金法制备太阳能级多晶硅的生命周期评价研究

运用生命周期评价(LCA)方法对冶金法制备太阳能级多晶硅的生产过程环境负荷进行了研究,得到了生产1 000 kg冶金法太阳能级多晶硅的具体环境负荷和1 kg冶金法太阳能级多晶硅的生命周期环境综合影响值.研究表明:生产1 000 kg冶金法太阳能级多晶硅的具体环境负荷为4 178 kg硅石、26 609 kg ce、149 552 kg CO_2、631.6 kg SO_2、352 kg粉尘、12.67 kg CFC-11(氟利昂)、0.161 2 m3填埋空间、57 416.9 kg非致癌有毒物;1 kg冶金法太阳能级多晶硅的生命周期环境综合影响值为31.91,其中最大的环境影响为全球变暖影响(GWP),占综合影响的67.4%;冶金法的主要环境负荷源于火电消耗,应该主要从减少生产过程中电力消耗的角度进行改善评价.     

冶金级硅氧气精炼过程杂质元素的热力学行为

杂质元素硼的去除是当前冶金法制备太阳能级硅技术中最重要的环节之一.本文研究了氧气精炼去除冶金级硅中杂质元素的热力学行为, 通过氧化物标准生成吉布斯自由能, 明确了Fe、Al、Ca、Cu、V、Ti、C、B、P等杂质氧化去除的难易程度, 通过BO、B₂O₂、B₂O₃、BO₂、B₂O等气态硼氧化物热力学的研究, 获得了平衡时硅中硼质量分数与硼气态氧化物平衡分压的关系.结果显示:BO的挥发性最大, 1 750℃时, 将冶金级硅中的杂质硼从5×10^-6降低至0.1×10^-6, 体系内BO的平衡分压将从2.5 Pa降低至0.05 Pa, 由此可知:氧气精炼时冶金级硅中的杂质硼主要以BO的形式挥发, 且提高精炼温度更有利于硼的去除.     

太阳能级单晶硅材料多线切割机面世

中国电子科技集团公司第四十五研究所开发的“太阳能级单晶硅材料多线切割机”通过了河北省科技厅组织的专家验收。专家组一致认为：四十五所开发的具有完整自主知识产权的“太阳能级单晶硅材料多线切割机”,主要技术指标达到国际同类产品先进水平,     

有色金属的真空冶金

作者论述了真空冶金的发展、特性以及在有色冶金工业生产中的应用,研究现状及前景.也介绍了我们近年来在真空冶金方面所作的一些工作与已取得的效益,提出了今后值得研究应用的某些问题.     

低硅烧结矿的冶金性能及其优化配用研究

为保证低硅烧结矿高炉冶炼的稳定顺行,研究了SiO_2含量降低对烧结矿和综合炉料冶金性能的影响,并从烧结配矿、参数优化和高炉炉料结构等多方面优化了配用低硅烧结矿的综合炉料冶金性能。结果表明:SiO_2含量从5.0%降低到4.8%时,烧结矿RDI变化不大,SiO_2含量继续降低时,RDI降低的幅度变大,但可通过喷洒CaCl_2加以改善;RI不是低硅烧结生产应用的限制性环节;SiO_2含量降到4.8%的两组烧结矿软化特性最好,SiO_2含量继续降低后烧结矿熔滴区间略有变宽;通过烧结配矿和水碳、炉料结构优化后高炉综合炉料的熔滴性能明显改善。     

有色金属真空冶金进展

回顾了30年来有色金属真空冶金在理论和实践方面的一些进展，包括粗金属及合金(如Pb—Sn合金、锌-铁合金、铅银合金以及铋银合金等)的真空蒸馏分离、粗金属的精炼、矿石和冶金中间产物的真空处理以及金属氧化物在真空中的还原等．并扼要说明其作用和应当注意发展的若干方面．     

太阳辐射对太阳能热水器换热性能影响研究

利用PC-2A太阳辐射监测系统对苏州地区的太阳辐射进行连续跟踪测试,并将得出的数据进行处理分析,结合相应的天气情况重点分析了苏州地区冬季太阳辐射的变化规律和太阳辐射对真空管太阳能热水器集热性能的影响,结论对于太阳能的热利用具有十分重要的意义.     

低品位硅钙质胶磷矿扩大连选的试验研究

为了验证某难选低品位硅钙质胶磷矿选矿工艺获得合格品位磷精矿的可靠性,依据小型试验确定的“阶段磨矿-多段反浮选-磁选”联合流程的工艺参数,配置了扩大试验设备,开展了1.0 t/d的选矿扩大试验研究,连续运行72 h的累计选矿指标为:磷精矿P2O5品位33.80%,回收率80.02%,倍半氧化物含量为2.49%。扩大试验所用药剂种类少,药剂选择性较好;工艺流程简单、操作稳定,对低品位硅钙质磷矿适应性较强。     

多晶硅太阳电池的氮化硅薄膜性能研究

用等离子体化学气相沉积（PECYD）法,通过改变[SiH4：N2]/[NH3]的流量比沉积SiN薄膜.用椭圆偏振仪、准稳态光电导衰减法（QSSPCD）、X射线光电子能谱（XPS）、红外吸收光谱（IR）、反射谱,测试氮化硅薄膜的厚度、折射率、少子寿命、Si/N、氢含量、反射率.研究了多晶硅太阳电池沉积氮化硅薄膜的性能,结果发现：沉积温度350℃,沉积时间5 min,[SiH4：N2]/[NH3]=4：1时,沉积氮化硅硅片寿命高、氢含量高钝化效果好、反射率低.     

RH法的冶金反应

介绍了ＲＨ 法真空脱碳、脱硫及氮和钢水的反应,着重评述了冶金反应速率现象的研究概况     

氧对多晶硅太阳电池磷铝吸杂效应的影响

对不同氧含量的太阳电池用多晶硅片进行了磷扩散吸杂,铝吸杂及磷铝联合吸杂的研究,用准稳态光电导衰减法 (QSSPCD) 和太阳电池效率测试系统测试了吸杂前后多晶硅片的少子寿命和Ⅰ-Ⅴ曲线.发现3种吸杂方式对于多晶硅片的少子寿命和电池效率都有提高,而磷铝联合吸杂的效果最佳;实验发现[Oi]＜10ppma的低氧样品有利于促进吸杂.     

基于卟啉基元构筑有机太阳能电池的研究进展

卟啉类作为有机光敏基元中的一种,在有机太阳能电池构建中扮演着重要角色,在自然界中负责收集、捕获和传递太阳光能,同时具备化学稳定性和结构可调节性。综述了有机卟啉聚合物和敏化太阳能电池的基本构造和原理、染料分子Push-Pull设计的基本理念以及近年来有代表性的有机卟啉太阳能电池的进展情况。基于目前卟啉类太阳能电池实现的光电转化率,进一步设计和优化出满意的分子结构,敏化太阳能电池实现工业化将是下一阶段努力的方向。     

工业硅炉外吹气精炼除硼研究进展

冶金法太阳能级多晶硅技术具有能耗低、成本低和环境友好等特点,正逐步取代投资大、成本高的化学法而成为全球研究的热点.硼是工业硅中最难去除的非金属杂质之一,本文阐述了工业硅的生产过程和吹气炉外精炼除硼的原理,综述了国内外工业硅炉外氧气、湿氢、湿氧、湿二氧化碳以及吹气-熔渣联合精炼等工艺技术,并对本课题组湿氧精炼除硼的研究进行了重点介绍,分析了吹气精炼过程硅的损失问题,最后指出吹气-熔渣联合法是冶金法炉外精炼的发展方向.     

单晶硅片质量对太阳能电池性能的影响研究

太阳能电池硅片的质量是影响电池片转换效率以及电池组件发电效率的一个关键因素。硅片缺陷的存在会极大地降低电池片的发电效率,减少电池组件的使用寿命,甚至影响光伏发电系统的稳定性。通过对单晶硅片质量进行检测,分析少子寿命、早期光致衰减以及位错对太阳能电池性能的影响及解决方案。