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硅原料是从哪里来的

日期:2021-11-05    来源:光伏学习

国际太阳能光伏网

2021
11/05
11:17
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关键词: 硅料 石英石 高纯晶硅

硅是地球上储量第二的化学元素,作为半导体材料,人们对它研究的最多、技术也最成熟,而且晶硅性能稳定、无毒,因此成为太阳电池研究开发、生产和应用中的主体材料。高纯度的硅在石英中提取。石英(硅石)的主要成分是二氧化硅,在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅,其化学反应,生成粗硅:SiO2+2C==Si(粗)+2CO;

纯净的硅(Si)是从自然界中的石英矿石(主要成分二氧化硅)中提取出来的,为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCL)与之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCL3)。其化学反应Si+HCL→SiHCL3+H2↑,反应温度为300℃,该反应是放热的。同时形成气态混合物(H2、HCL、SiHCL3、SiCL4、Si)。

第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解:过滤硅粉,冷凝SiHCL3、SiCL4,而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物SiНСl3,SiCl4,净化三氯氢硅(多级精馏)。

净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的SiHCL3在H2中还原沉积而生成多晶硅。其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCL。这样就可以得到高纯度的硅料


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