【摘 要】
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在目前的光伏产业中,占有主导地位的晶体硅太阳能电池的制造需大量的高纯多晶硅材料。西门子法是生产多晶硅的主流工艺,由于工艺中使用石墨夹头连接初始硅芯作为硅还原反应沉
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在目前的光伏产业中,占有主导地位的晶体硅太阳能电池的制造需大量的高纯多晶硅材料。西门子法是生产多晶硅的主流工艺,由于工艺中使用石墨夹头连接初始硅芯作为硅还原反应沉积基底,产品中存在沾附了石墨的多晶硅碳头料。最大限度地利用多晶硅碳头料,对降低光伏发电成本有重要意义。本文报告我们就此开展的技术研究,包括碳头料与石墨间界面结构分析、碳头料与石墨间剥离方法实验研究,还开展了还原沉积之前的石墨夹头表面涂层材料与工艺研究,这种涂层需同时具备易剥离、耐高温、高导电、阻止碳污染,不带来新杂质的复杂性能要求,从而提高碳头料的利用率,甚至实现石墨夹头的二次利用。研究结果表明：西门子法多晶硅碳头料中硅料与石墨之间的界面生成了碳化硅,沉积的硅料镶嵌在石墨孔隙内,导致硅料与石墨的分离困难；浓硫酸与浓硝酸混合酸处理碳头料能使块体石墨分解,逐渐从碳头料表面脱落,且体积比为3：1时,效果最佳,但碳头料表面仍有少量石墨与碳化硅的残留；用氢氟酸与硝酸的混合酸继续浸泡碳头料,可完全去除表面残留石墨与碳化硅。通过两次酸浸处理,从碳头料中可获得的可用硅料,其硅料的损失量小于10%；在石墨夹头表面制备的玻璃碳涂层,表面致密平整,导电性良好,是一种较好的石墨夹头涂层材料。在石墨夹头上制备了碳化硅涂层,可作为涂层材料之一,此外,根据我们的观察,石墨夹头低温预沉积硅涂层,也可作为一种良好的石墨夹头涂层候选材料。
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