光伏硅片切割废料制备高纯硅的研究

发布时间：2024-05-07 22:13

　　近年来,全球的化石能源如石油和煤炭等日益减少,环境问题也日益严重,可再生能源的开发利用逐渐受到人们的重视,其中太阳能因其清洁、取之不尽且来源广而得到了广泛利用。太阳能主要通过太阳能电池转换为电能,而组成太阳能电池的主要材料为晶体硅片,目前硅片主要由镀有金刚石微粉的钢丝切割晶体硅锭(99.9999%)得到。由于钢丝的直径和硅片厚度相当,会导致将近35%～40%的晶体硅在切割过程中被切割成粉末,最终成为切割废料,造成了晶体硅的严重浪费。随着光伏能源的飞速发展,对晶体硅片的需求量将大幅增加,与此同时产生的切割废料也将剧增。切割废料粒度极细,如处置不当将对环境造成极大的污染。本论文以河南新大新材能源有限公司提供的光伏硅片切割废料为原料,探索和研究重新将其制备成高纯硅锭,主要研究内容和结论如下:(1)对切割废料的性质进行研究。XRF分析表明废料的主要成分是Si,主要杂质元素是Fe、Al和Ca,含量分别为0.22 wt%、0.65 wt%和0.31 wt%,粒度分析结果显示废料的粒度是微米级的,D50为1.174μm,化学定量分析结果表明废料中各成分质量百分含量如下:硅含量为80.14 wt%,硅...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１世界能源结构变化趋势

一次能源的占比?各类能源每年需求的增长??２００?０００?１?軸白满??ｊ??石油?２５０?？?？??｜?Ｍ〇?Ｍ??ｔ?ｉｌｌ／?广?ＩＳ？?■■核能??＾?■！〇〇〇〇〇?；?Ｖ……总能耗?天的一一４＾?■煤炭??／１｜?—?％??０％１?Ｉ?可再生能源？?〇?．Ｓ?；?？?....

图１．５改良西门子法工艺流程图

、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、Ｈ２??和ＨＣ１等，经过分离之后再利用，实现了一个完美的循环。改良西门子法工艺流程如图??１．５所示。??氯气?Ｉ???１氢Ｈ?｜?１?名晶硅??冶金级硅：ＨＣ１合成?个??Ｉ?Ｉ?！?，?，￣—还原??硅粉ＨＴＣＳ合成?＾?ＴＣＳ提纯｜?？｜??ｔ....

图１．８线切割晶体硅锭的原理??Ｆｉｇ．?１．８?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｃｕｔｔｉｎｇ?ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ?ｓｉｌｉｃｏｎ?ｉｎｇｏｔｓ?ｂｙ?ｗｉｒｅ?ｓａｗｉｎｇ??

中扩散。之后进行冷却，由于硅的熔点较高，最先形成纯硅晶体，而杂质元素则会移??动到固体前端，因此富集在液体合金相中。最后，利用合金的物理和化学性质使硅与合??金两相分离，得到高纯硅。通常的分离方法有如下几种：第一种：通过酸洗或电化学腐??蚀的方法来去除固体合金相，第二种：根据两种....

图１．９硅锭加工成太阳能电池板的流程??Ｆｉｇ．?１．９?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｓｉｌｉｃｏｎ?ｉｎｇｏｔｓ?ｉｎｔｏ?ｓｏｌａｒ?ｐａｎｅｌｓ??

东北大学硕士学位论文?第１章绪论??术主要是多线切割，而多线切割主要有两种，一种是砂浆切割，一种是金刚线切割。多??线切割的切割原理如图１．８所示：将一根细长的钢丝紧密地缠绕在排线轮上，分别由放??线轮与收线轮拉紧钢丝的两端。通过排线轮快速且有节奏地正向旋转和反向旋转，从而??实....

本文编号：3967064