人工晶体学报

作者：唐洪, 狄嘉慧, 杨平平, 李少猛, 施玉洁, 何占伟, 赵紫薇, 高忙忙

单位：宁夏大学材料与新能源学院，宁夏光伏材料重点实验室，银川 750021

关键词：太阳能级多晶硅,Al-Si合金法,冷却速率,节点温度,工艺优化,

基金：国家自然科学基金(52164047);中国科学院“西部之光”人才培养计划(XAB2022YW10);宁夏回族自治区重点研发项目(2022CXLHT001)

在合金法提纯太阳能级多晶硅过程中，冷却工艺对初晶硅的形核、生长及杂质分凝具有重要影响。本文探讨了Al-30%Si合金在温度900~600 ℃的冷却工艺，对比了单一速率冷却和三段式冷却工艺对初晶硅形貌和杂质含量的影响，旨在优化Al-Si合金法提纯工艺。实验结果表明，在单一速率冷却工艺下，1 ℃/min的冷却速率能显著增大初晶硅晶粒尺寸，降低初晶硅杂质含量，提高杂质去除率。在三段式冷却工艺下，设置的节点温度越靠近高温区域，初晶硅的晶粒尺寸越大，纯度和收率越高；当节点温度为700 ℃时，可以达到最好的提纯效果，此时初晶硅的尺寸相较于优化前略有减小，但杂质含量与优化前相当，而熔炼时间减少了约62.3%，能耗降低了23.3%。该研究为推进Al-Si合金法提纯太阳能级多晶硅的实用化进程提供了方案并积累了实验数据。

来源：2025年第8期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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