Введение
ГЛАВА 1. Кремний и его роль в перспективе развития солнечной энергетики 12
1.1.Современное состояние и перспективы развития производства фотоэлектрических преобразователей тока 12
1.2. Технологии получения кремния «солнечного» качества 16
1.3. Эффективность карботермического способа получения кремния высокой чистоты 19
1.4. Влияние примесей в кремнии на КПД фотоэлектрических преобразователей тока 24
1.5. Анализ основных источников поступления примесей в готовый продукт при карботермическом получении кремния высокой чистоты 27
1.6. Выводы 27
ГЛАВА 2. Сырьевые материалы для карботермического получения кремния высокой чистоты 29
2.1. Шихтовые и технологические материалы для выплавки кремния в руднотермических печах 29
2.1.1. Рудное сырье 30
2.1.2. Требования к углеродистым восстановителям 41
2.1.3. Угольные электроды печей 54
2.2. Контроль за содержанием активного нелетучего углерода в шихте 54
2.3. Подготовка шихты с использованием мелкофракционных сырьевых материалов для выплавки кремния в РТП 58
2.3.1. Разработка методики окомкования мелкофракционных шихтовых материалов 59
2.3.2. Опытные плавки окомкованных шихт 65
2.4. Выводы 70
ГЛАВА 3. Использование методов компьютерного моделирования при анализе распределения примесей в процессе руднотермическои выплавки кремния 71
3.1. Технологический процесс получения кремния в руднотермическои печи как объект исследования 71
3.2. Применение методов термодинамического моделирования при исследовании высокотемпературных металлургических процессов 92
3.3. Базовая компьютерная (физико-химическая) модель процесса выплавки технического кремния в РТП
3.3.1. Основные этапы формирования базовой физико-химической модели процесса выплавки технического кремния 105
3.3.2. Результаты решений базовой четырехрезервуарной модели... 114
3.4. Изучение влияния изменения температуры на формирование
примесных включений в кремнии на основе семирезервуарной
физико-химической модели 127 t
3.5. Выводы 139
ГЛАВА 4. Совершенствование технологических операций рафинирования технического кремния 141
4.1. Способы рафинирования технического кремния 146
4.2. Окислительное рафинирование кремниевого расплава — основной промышленный способ очистки
4.2.1. Химические реакции при рафинировании 152
4.2.2. Изучение на основе компьютерного построения диаграмм состояния механизма формирования элементных и оксидных примесных включений в кремнии 156
4.2.3. Исследование примесного состава продуктов окислительного рафинирования технического кремния 176
4.3. Определение температур ликвидуса и солидуса, составов твердой и
жидкой фаз в лучевом разрезе многокомпонентной системы в поле первичной кристаллизации кремния 201
4.3.1. Способы отображения диаграмм состояния систем различной мерности 203
4.3.2. Алгоритм программы «Multicomdia 2.0» 208
4.3.3. Изучение механизма распределения примесей многокомпонентной системы в поле первичной кристаллизации кремния. 211
4.3.4. Эксперименты по ликвационному рафинированию технического кремния 216
4.4. Оптимизация гидрометаллургической очистки кремниевого порошка 224
4.5. Выводы 230
ГЛАВА 5. Выращивание методами направленной кристаллизации и зонной плавки мультикристаллического кремния из рафинированного продукта руднотермической плавки 233
5.1. Направленная кристаллизация как эффективный метод очистки кремния 233
5.2. Получение мультикристаллов кремния методом Стокбаргера-Бриджмена
5.2.1. Рафинированный технический кремний как исходный материал для выращивания мультикристаллов 237
5.2.2. Установка и методика выращивания мультикристаллов кремния 237
5.2.3. Характеристика и химический состав экспериментальных образцов мультикремния 245
5.3. Укрупненно-лабораторные испытания по рафинированию кремния металлургического сорта методом зонной плавки 275
5.3.1. Получение мультикристаллического кремния из металлургического сырья зонной плавкой (по методу Багдасарова) 276
5.3.2. Характеристика полученных образцов мультикремния 278
5.3.3. Опытные испытания по применению мультикремния из
металлургического материала 280
5.4. Выводы 282
Глава 6. Оценка эффектршности использования различных технологических схем получения кремния
Высокой чистоты карботермическим способом 284
Заключение 292
Библиографический список
