人工晶体学报

作者：刘家旭, 张银涛, 唐洪, 陈嘉慧, 陈广玉, 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：Al-Si合金,电磁定向凝固,初晶硅,硅富集,温度梯度,初晶硅形貌,

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);宁夏自然科学基金(2021AAC03064)

采用Al-Si合金提纯制备多晶硅过程中,初晶硅的富集可以有效减少后续酸洗过程中铝和酸的消耗,进而降低高纯初晶硅的分离成本。电磁定向凝固具有工艺简单、可控性强等优点,是目前提纯制备多晶硅最佳方法之一,但各工艺参数对初晶硅的富集影响规律还缺乏系统研究。为此,本文研究了初始凝固温度、坩埚初始位置和下移速率对Al-50%Si(质量分数)合金凝固过程中初晶硅富集行为的影响,并对富集区内初晶硅晶粒的形貌进行了表征。结果表明,初始凝固温度为950 ℃,坩埚初始位置为-5 mm及坩埚下移速率为2 mm/h时,初晶硅主要富集在铸锭的下部区域,最高富集率为79.1%,是最佳的工艺组合。同时,随着初晶硅富集程度的增加,初晶硅晶粒由盘片状向粗大的球状转变,这有利于降低初晶硅的夹杂,并提高其纯度。

来源：2024年第7期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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