冶金法制备太阳能级硅研究进展

由于具有比西门子法成本、能耗更低以及环境更友好等优点,冶金法提纯和制备太阳能级硅正成为全球光伏产业的研究热点.全面总结了国内外冶金法制备太阳能级硅的技术和研究现状,并通过本课题组在湿法浸出、真空氧化精炼、真空挥发、真空脱气和真空定向凝固精炼方面所取得研究成果,分析了冶金法提纯过程中面临的技术难题和亟待解决的关键问题,最后指出了今后冶金法制备太阳能级硅的研究和发展方向.     

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.     

圆筒形反应器粉体纯化动力学分析

对圆筒形纯化反应器的等离子体鞘层进行了动力学分析，得出了鞘区内离子速度的分布函数和不同位置上的离子平均动能。理论计算结果与实验数据吻合较好，对理论和实验工作方面都具有一定的指导意义。     

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．     

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.     

云南硅工业产业关联实证分析——以德宏州为例

鉴于云南金属硅在全国硅产品市场上具有重要地位,德宏州金属硅对于云南省硅产业发展有重要贡献,以德宏州工业硅为典型案例,借助邓聚龙灰色产业关联分析模型,分别对德宏州2007—2011年的工业总产值与制糖、工业硅、水泥、电解铝4大行业的总产值关联度以及近两年来制糖、工业硅、水泥3大高能耗产业综合能耗与工业能耗之间的关联度进行分析,从而得出德宏州工业硅产值与工业产值关联度显著、工业硅能耗与工业能耗关系密切的结论,并在此基础上提出应加大工业硅发展力度、硅产业由外延发展向内涵发展转变、走可持续发展之路的建议。     

全光谱太阳模拟器光源选择的实验研究

光源的选择是设计太阳模拟器的重要内容。本文通过对普通卤钨灯、镀膜卤钨灯及一种特殊金属卤化物灯——新型镝灯的测量试验研究,指出了单层膜和多层膜的卤钨灯由于其红外部分能量占总能量的比例过大,用这些卤钨灯作全光谱太阳模拟器光源是不合适的。所选用的新型镝灯是全光谱太阳模拟器的一种理想光源,光源的相对光谱能量分布失配误差在部分波长内满足A级模拟器的要求,在250—2500肿波长范围内皆能满足B级模拟器的要求。     

全光谱太阳模拟器光源选择的实验研究

光源的选择是设计太阳模拟器的重要内容。本文通过对普通卤钨灯、镀膜卤钨灯及一种特殊金属卤化物灯——新型镝灯的测量试验研究,指出了单层膜和多层膜的卤钨灯由于其红外部分能量占总能量的比例过大,用这些卤钨灯作全光谱太阳模拟器光源是不合适的。所选用的新型镝灯是全光谱太阳模拟器的一种理想光源,光源的相对光谱能量分布失配误差在部分波长内满足A级模拟器的要求,在250~2500nm波长范围内皆能满足B级模拟器的要求。     

类铍离子高双激发态能级

利用组态相互作用方法和超球坐标方法,研究了类铍离子序列(5—18)的高双激发态能级,并以Ne6+和Ar14+为例讨论了类铍离子高双激发态4l4l’2S+1L多重簇的能级结构,说明了新量子数K、T对能级结构的影响,并解释了随核电荷数的增加,类铍离子能级结构的变化规律.     

等离子体源离子注入装置中平面靶鞘层时空演化的计算机模拟

等离子体源离子注入是用于材料表面改性的一种新的、廉价的、非视线技术．它将待注入的靶直接浸泡在等离子体源中，并在靶上施加一系列负高压脉冲，离子在等离子体同靶表面形成的等离子体鞘层中被加速，并注入到靶中．本文使用流体动力学模型．对平面靶的碰撞等离子体鞘层的时空演化进行了计算机模拟．分别得到了所加电势为矩形波和梯形波时鞘层边界演化、靶表面电势分布和离子速度时空演化等参量．得到了与解析结果一致的数值模拟结果．模拟结果还表明当中性气体气压≤0．1mTorr时．离子在鞘层中的碰撞效应可忽略不计．     

流态床CVD法制氮化硅超微粉过程分析及实验验证

分析了硅烷氨解法制备氮化硅超微粉的化学气相沉积（CVD）过程，讨论了制备氮化硅超微粉体的3个关键工艺要素，并采用立式双温区流态床实验装置实现氮化硅超微粉体的制备，获得粉体合成过程的一些关键控制参数。     

Purity of SiC powders fabricated by coat-mix

Silicon carbide powders were synthesized by the coat-mix process, with phenolic resin and silicon powders as starting materials.The effects of synthetic conditions, including sintering temperature and the molar ratio of resin-derived carbon to silicon on the composition and the purity of the resultant powders were investigated.The results show that a higher sintering temperature and an appropriate molar ratio of resin-derived carbon to silicon are favorable for producing high purity silicon carbide powders.It is found that the silicon carbide content increases slightly with increasing the sintering temperature during the solid-solid reaction.The temperature gradient plays an important role on this trend.When the sintering temperature is raised up to 1500℃, the formation of silicon carbide is based on the liquid-solid reaction, and high purity (99.8wt%) silicon carbide powders can easily be obtained.It can also be fotmd that the optimum molar ratio of resin-derived carbon to silicon is 1:1.     

粉粒沉降过程中冷等离子体纯化效果研究

本文通过实验证实粉粒沉降过程中冷离子体的纯化作用,并探索了阴极板温度、放电电流、放电时间等参数对纯化效果的影响。从而为工业应用奠定了基础。     

国内硅烷法制备电子级区熔用多晶硅的进展

对硅烷热分解法制备多晶硅的工艺作了介绍,探讨了硅烷法制备电子级多晶硅的优势。硅烷CVD法所沉积的多晶硅,在电阻率、少子寿命、杂质含量等方面符合高纯多晶硅的要求,纯度不仅可以达到国标（GB/T 12963-2009）电子一级品的标准,还可以满足区熔用超高纯多晶硅的要求。合理控制反应条件、保持反应环境的高度洁净,能够得到均匀、致密的高纯多晶硅棒,可以作为区熔法生产单晶硅棒的原料。     

单晶硅和多晶硅切割废料浆的回收

从单晶和多晶硅切割废料浆中综合回收高纯硅、聚乙二醇和碳化硅,对减少环境污染、提高资源利用率有一定意义,特别是如能将切割料浆中最有价值的高纯硅得以回收并再用于制造太阳能电池,这对缓解我国太阳能多晶硅的紧缺、减少多晶硅的进口量有重要意义和商业价值.本文简述了单晶硅和多晶硅的生产概况及其切割工艺,重点阐述了国内外切割料浆的回收进展,综合了国内外现有的回收专利技术,将回收工艺概括为固液分离和固体提纯两个主要步骤,并对每个步骤所采用的方法进行了归纳和分类,以供相关企业参考.同时,本文也介绍了国内现有的切割料浆回收企业的概况,以及目前从切割料浆中回收高纯硅的研究进展.     

某选矿厂内气溶胶污染水平调查及其多环芳烃的分析研究

在某铅锌选矿厂内布设了5个采样点,共收集了70个PM<,10>PM<,2.5>样品,用重量法测定了固体颗粒物的浓度;样品采用索氏提取、K-D浓缩和吹氮浓缩的方法进行预处理,用GC-MS对样品分析测定.通过试验,已经建立起一套较为完善的选矿厂内气溶胶污染水平调查及其中多环芳烃的监测方法,为规范选矿药剂的登记制度和环境空气监测提供依据,并对污染状况进行了初步评价,为以后的深入研究提供借鉴和参考.     

多晶硅破碎筛分机结构设计与分析

太阳能级多晶硅纯度为＂6个9＂,其棒料纯度高、硬度大,在破碎过程中不能受到金属和碳等杂质的污染。本文阐述一种多晶硅棒料破碎筛分机的设计,并通过计算说明了锤杆及锤头参数的选取。该装置采用锤式冲击破碎,锤头与硅棒接触面积小、接触时间短。直接参与破碎的零件采用硬质合金,其他与多晶硅接触的零件采用超高分子量聚乙烯板隔离,不污染多晶硅。本机结构简单,设计合理,具有较好的实用性.     

超高速飞行器气动外形对电波传播特性的影响

等离子体鞘套会对飞行器的无线通信信号产生强烈的干扰,甚至中断信号而威胁飞行器的飞行安全．为了解不同气动外形对电波传播特性的影响,文中研究了典型飞行器外形(钝头和尖头)外部鞘套的电波传输特性．首先,采用商业软件COMSOL计算不同飞行条件下的流场分布,生成离散鞘套模型数据．然后,结合等离子体中电波传播理论,采用高维Lagrange插值以及Runge-Kutta等方法数值地求解电波在鞘套中的射线方程,得到电波轨迹和衰减以及一些新的传播特性,并对这些传播特性的物理机制进行了分析．结果表明,在相同条件下,钝头飞行器对电波的干扰明显地强于尖头,表现出丰富的传播现象．取得的这些结果,能够为超高速飞行器设计提供参考,并进一步推动相关问题的研究．