冶金级硅真空蒸馏除磷研究(英文)

近几年,光伏产业以30%的速度持续强劲增长。作为原料的半导体工业副产品供应的不足并且在未来10～15年内也不能显著增加的情况下,建立独立的太阳能级高纯硅原料供应体系是不可避免的。从理论上分析了利用真空蒸馏的方法除磷提纯冶金级硅的可行性,并进行了真空条件下脱磷的实验研究。     

硅提纯的热力学基础

随着光伏产业的发展，硅作为生产晶体硅片太阳电池的基础材料，其应用已经超过了90％。从热力学基础对提纯硅的冶金过程进行讨论，其中包括酸浸、真空精炼和定向凝固，并基于热力学相图对这一过程的可行性进行了讨论。除此之外，通过金相分析对过程可行性进行证明。目的在于寻找一种区别于西门子法的低成本的生产太阳能级硅的工艺过程。     

纳米硅薄膜制备工艺的研究

采用等离子体增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）技术，在超高真空系统中，使用大量氢稀释的硅烷作为反应气体，利用Ｒ．Ｆ．＋Ｄ．Ｃ．双重功率源激励，通过低温下硅在氢等离子体放电中的化学输运直接淀积纳米硅薄膜，根据对薄膜样品结构的测定及其制备工艺条件，分析讨论了各工艺参数对淀积后薄膜的影响，从而使纳米硅薄膜的制备工艺趋于完善。     

高温水蒸汽处理对硅沸石（silicalite—1）的结构及吸附性质的影响

用粉末Ｘ射线衍射仪，红外吸收光谱、＾２９Ｓｉ魔角固体核磁共振、超微量电子真空吸附天平及化学分析研究水热处理对硅沸石的结构及吸附性质的影响，长期的高温水热处理，使含钠量不同的硅沸石发生结构脱铝、锐羟基作用，并会改变硅沸石骨架在室温时的对称性。     

小功率脉冲电镀仪在高效硅太阳电池中的应用

研制出用于制备空间硅太阳电池上电极的小功率脉冲电镀仪，该电镀仪脉冲电流的频率和占空比具有较宽的调节范围，满足高效率硅太阳电池脉冲电镀的要求，与国内，外普遍采用的真空蒸镀硅太阳电池上电极相比较，脉冲电镀可以制备更窄的栅指电极，电池上电极的遮光损失从７％￣９％降低到３％。     

粉煤灰真空电热还原的理论和实验研究

通过理论计算和实验研究，证明可以利用真空电炉在较低温度下还原粉煤灰炼制硅铝铁合金，同时获得了可供工业生产参考的实验数据，并预示此法也是粉煤灰综合利用技术中的一个有前途的方法。     

纳米硅簿膜制备工艺的研究

采用等离子体增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）技术，在超高真空系统中，使用大量氢稀释的硅烷作为反应气体，利用Ｒ．Ｆ．＋Ｄ．Ｃ．双重功率源激励，通过低温下硅在氢等离子体放电中的化学输运直接淀积纳米硅薄膜。根据对薄膜样品结构的测定及其制各工艺条件，分析讨论了各工艺参数对淀积后薄膜的影响，从而使纳米硅簿膜的制备工艺趋于完善。     

直接电解还原二氧化硅制备高纯硅的研究

提出了以废弃石英光纤为原料，利用熔盐直接电解还原SiO2来制备太阳能级硅的新思路设计，该设计具有低成本低能耗、环保、工艺流程简单以及产品纯度高等优点。利用激光拉曼检测证明了硅的生成。     

静电封接与硅杯腐蚀的新技术

论述硅与玻璃真空静电封接的工作原理、实验方法以及形成硅杯的各向异性腐蚀技术．关键词     

甲基（γ－氯丙基）二氯硅烷的制备工艺研究

以氯铂酸－胺体系为催化剂的硅氢加成法合成甲基（γ－氯丙基）二氯硅烷，考察了反应温度、原料配比、催化剂用量、反应时间等因素对反应产物收率的影响，选择出最佳工艺条件，硅氢加成收率达到８１％．     

太阳能级多晶硅制备技术研究进展

随着光伏市场需求不断增加,满足光伏电池技术经济指标要求的硅材料出现严重短缺,低成本提纯冶金硅至太阳能级多晶硅工艺技术越来越受到广泛重视,成为研究开发热点.综述了目前国内外太阳能级多晶硅的生产工艺和最新研究状况,并进行了比较分析,展望了应用前景.     

熔盐电解精炼制备太阳能级多晶硅

采用熔盐电解精炼技术在物质的量比为1∶1的NaF-KF混合共晶熔盐中对冶金硅进行精炼提纯制备太阳能级多晶硅.采用SEM和ICP-MS对熔盐电解精炼后产物硅进行表征.考察了熔盐电解精炼过程中电压、温度、时间对冶金硅中主要杂质去除率的影响.在2.0 V,1 073 K条件下,冶金硅阳极经电解精炼400min后,精炼产物形貌为线状,直径主要分布在50~150nm之间,长度达到几十微米.冶金硅中主要金属杂质的去除率在92%以上,B,P杂质的去除率分别为92.1%和97.6%,产物硅的纯度达到99.999%.     

电弧等离子体冶炼提纯工业硅(英文)

开发了一种把电弧等离子体冶炼和电磁感应搅拌熔体相联合的在高纯石墨坩埚内冶炼提纯工业硅的硅冶炼提纯技术.掺入到电弧等离子体工作气体流中的反应性气体在硅熔体液面处与杂质反应生成挥发性杂质化合物.工业硅中难去除的杂质是B,P和Al.用由水蒸气构成的反应性气体精炼熔融态工业硅来降低其中B和P的含量,随后定向凝固移除其他杂质.用此方法冶炼处理工业硅,其中的B,P,Al,Fe,Ti,Ca和Cu的含量从7.67,73,1931,2845,166,235和56mg/kg分别降低到5.85,29,202,676,36,89和9mg/kg.硅的纯度由原来的99.46%提纯高到99.93%.     

冶金级硅酸洗提纯研究

冶金工艺被认为是非常有前途的一种有别于传统的西门子工艺而且能够满足市场对太阳能级硅需求的工艺.冶金级硅的预处理是冶金提纯工艺路径中非常重要的一个环节,因为酸洗可以有效地去除硅中的金属杂质例如铝、铁和钙等.通过系统性的对比试验对酸洗工艺去除硅中杂质的效果进行了详细的研究,分别探讨了酸的种类、酸的浓度、酸洗时间、酸洗温度以及硅粉颗粒粒径对杂质去除效率的影响.研究结果表明最佳的酸洗工艺参数为15%的盐酸,80℃,10h和100μm.在最佳酸洗工艺参数条件下金属杂质铝、铁和钙的去除率分别为70.90%、94.82%和82.69%.     

工业硅中杂质相的微观结构及分布规律研究

工业硅中杂质相成分及比例直接影响有机硅单体合成的活性与选择性. 因此,研究杂质相与杂质含量的对应关系尤为重要. 本文通过扫描电镜（SEM）和能量色散X射线光谱仪（EDX）对精炼前和精炼后工业硅中夹杂物微观结构及赋存状态进行了研究. 由于精炼前工业硅的Ca和Al含量较高,其杂质相主要以Si2Al2Ca、Si-Al-Ca和Si8Al6Fe4Ca等为主;而精炼后Fe为主要元素,故其析出相主要包括FeSi2(Al)、FeSi2Ti和Si8Al6Fe4Ca等. 此外,本文通过Image Pro Plus进行统计,得到精炼前硅中Si2Al2Ca和Si8Al6Fe4Ca相分别占夹杂物成分的48%和30%,而精炼后硅中FeSi2(Al)相占比68%,唯一含Ca相（Si8Al6Fe4Ca）仅占夹杂物含量的7%. 本文将精炼前和精炼后的工业硅中杂质相成分及比例进行比较,意为寻找硅中杂质含量对杂质相的影响规律,以制备最佳的下游有机硅用工业硅原料.     

碳热还原歧化法制备太阳能级硅的实验研究

以经预处理的废石英和木炭为原料,在高温下通过碳热还原反应生成高纯SiO气体,SiO发生歧化反应生成高纯的硅和高纯SiO2,将SiO2用HF酸分离出去,经ICP检测获得的硅为太阳能级硅.该新工艺具有低能耗、环保和工艺流程简单等优点.     

太阳能级硅激光刻槽埋栅电池的研究

探讨了廉价太阳能级硅材料对电池性能可能的影响,据此对激光刻槽埋栅电池的工艺加以优化．在此基础上制作的大面积太阳电池的转换效率达到１６．５９％．     

天钢配加印度粉烧结的实验室研究

印度矿粉由于其高铁低硅,并且价格低廉,因此受到国内多个钢铁厂的青睐,为了充分发挥其优势,从不同品味的印度矿粉出发,得出其各自的烧结特点,找出不同品位印度矿粉对烧结矿的冶金性能的不同影响,并通过对烧结矿的显微结构和矿物组成分析了微观组织结构的变化规律,找出内外部条件的依存关系,有效指导了天钢烧结生产。