实验室流化床法制备太阳能级多晶硅研究

【摘要】： 随着全球太阳能电池产量快速增加,直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。多晶硅的生产仍是光伏产业链的能力制约因素。目前,太阳能级多晶硅制备的主流技术有改良西门子技术和硅烷法。由于国外技术封锁,我国现在引进的西门子技术三废问题多,能耗大。因此,依托高校以及研究院所,加强新一代低成本工艺技术基础性及前瞻性研究,建立低成本高纯度(太阳能级)多晶硅研究开发的知识及技术创新体系,对多晶硅生产工艺进行进一步开发和完善,获得具有自主知识产权的生产工艺和技术,就具有迫切的现实意义。 本研究采用自行设计的流化床反应器,通过还原反应对高纯硅进行反应处理,在其表面沉积出高纯度多晶硅,其中对环境污染小,对外依赖性小。实验中自行设计了一整套以流化床为核心的实验装置,并在此基础上探索了多晶硅的流化床法制备工艺,成功地制备了太阳能级多晶硅,其沉积率达到26.18%,纯度达到99.9992255%-99.9999026%。 利用JSM-5610LV/INCA型扫描电子显微镜、MS2000型激光粒度分析仪及ICP光谱仪对样品进行了形貌、粒度变化及纯度分析。 【关键词】：能源 太阳能级多晶硅 流化床
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-34
• 1.1 立题背景8-11
• 1.1.1 能源、环境危机8-11
• 1.1.2 我国太阳能资源状况11
• 1.2 太阳能电池11-22
• 1.2.1 太阳能电池发电原理12-14
• 1.2.2 太阳能电池的种类14-17
• 1.2.3 多（单）晶硅太阳能电池制作流程17-22
• 1.3 太阳能级多晶硅的制备方法研究现状及前景22-34
• 1.3.1 太阳能级多晶硅制备工艺23-29
• 1.3.2 流化床法制备太阳能级多晶硅新工艺29-31
• 1.3.3 我国多晶硅生产研究现状31-34
• 第2章 流化床法制备太阳能级多晶硅34-38
• 2.1 流化床法实验理论分析34-36
• 2.2 本章小结36-38
• 第3章 实验内容与操作38-51
• 3.1 流化床反应器设计38-46
• 3.1.1 流化床反应器的总体结构38-39
• 3.1.2 流化床的基本参数39-41
• 3.1.3 流化床反应器的设计41-42
• 3.1.4 内部装置的设计42-46
• 3.2 实验装置图设计46-47
• 3.3 实验设备47-49
• 3.3.1 三段可控温炉设计47
• 3.3.2 三氯氢硅瓶设计47-48
• 3.3.3 缓冲瓶、碱液吸收瓶设计48-49
• 3.4 原料处理49
• 3.5 实验步骤49-50
• 3.5.1 冷态模拟实验49-50
• 3.5.2 热态模拟实验50
• 3.5.3 热态实验50
• 3.6 本章小结50-51
• 第4章 实验结果与讨论51-75
• 4.1 实验结果51-73
• 4.1.1 工业硅料处理51-54
• 4.1.2 流化床冷态模拟实验54-58
• 4.1.3 流化床热态模拟实验58-61
• 4.1.4 流化床热态实验61-63
• 4.1.5 组织形貌分析63-71
• 4.1.6 沉积硅粒纯度分析71-73
• 4.2 讨论73
• 4.3 本章小结73-75
• 第5章 结论75-77
• 5.1 研究总结75
• 5.2 进一步开展工作75-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 作者简介81

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