石墨在金属硅冶炼中的应用

                                      发布者: 发布时间:2017/8/10 16:49:36 阅读:次 【字体:

                                      从图1中可以看出太阳能光伏电池生产是从金属硅冶炼开始,金属硅冶炼中用到的一台关键设备是金属硅冶炼炉;在金属硅冶炼炉中,电极就是心脏,是导电系统的重要组成部分,电流是通过电极输入炉内产生电弧, 这是化学硅冶炼中的一个重要环节。

                                      从生产特点上对电极材料的要求是:

                                      ①导电性好、电阻率小,以减少电能损失;

                                      ② 熔点要高,热膨胀系数要小,不易变形;

                                      ③ 高温时有足够的机械强度,杂质含量低。

                                      用高纯石墨做的电极灰分含量低,导电性、 耐热性和耐腐蚀性能都比较好,是化学用硅冶炼的最佳选择。因此高纯石墨在金属硅 冶炼中有着广阔的应用前景。

                                      3 .2 石墨在多晶硅生产中的应用

                                      目前市场上太阳能级多晶硅产品85%以上 是依靠改良西门子工艺生产制得,在改良西门子工艺生产过程中,高纯石墨以其优异的特性在多道工序中被广泛使用;例如多晶硅气相沉积的还原炉内要用到大量的石墨制品耗材,在处理副产物四氯化硅的热氢化工艺中也要用到高纯石墨材料。

                                      3.2.1 气相沉积还原炉内的高纯石墨材料

                                      气相沉积法生产多晶硅是在一个密闭的还原炉内进行,将特定配比的三氯氢硅与氢气的混合气通入到还原炉内,混合气在高温硅芯载体上发生沉积获得多晶硅产品;连接沉积载体硅芯和传输电流的电极之间需要一种特殊材料,能够在高温下不分解、不参与硅的反应,高纯石墨刚好能够满足这个要求; 利用高纯石墨制备的石墨件是如今固定硅芯、传输电流不可替代的材料,高纯石墨的发展有利于改进多晶硅产品的内在质量。

                                      在现有技术条件下,高纯石墨制品在多晶硅生产中的应用具有不可替代性,因此如果要尽量降低石墨件对多晶硅的污染,必须从石墨件的自身质量着手。首先,选用杂质含量较低的高纯或超高纯石墨。

                                      然后,采用更先进的处理技术,比如改进加工工艺,使石墨的灰分更少、强度更高;另外,可以借助如今先进的表面处理技术,可以对石墨件进行涂覆处理,如涂硅、碳化硅等。

                                      还有报道称,在多晶硅还原炉内增加高纯石墨材料复合板, 这些石墨材料复合板分布在还原炉内壁与各对电极之间,可以很好的保持还原炉内的热场分布,提高热能利用率,从节能角度分析可以降低多晶硅的生产成本。

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