人工晶体学报

作者：陈文雨, 刘家旭, 刘嘉霖, 陈嘉慧, 张银涛, 唐洪, 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,Cu,Al含量,活度系数,Al2Cu,初晶硅,

基金：国家自然科学基金(52164047);宁夏自然科学基金(2021AAC03064);中国科学院“西部之光”人才培养计划(XAB2022YW10)

Al-Si合金法提纯具有生产成本低、除杂效率高、副产物单一等特点,是一种极具潜力的太阳能级多晶硅原料的制备方法。在该工艺路线中,Al作为溶剂不可避免地会对Si产生污染,如何降低初晶硅中Al的含量是亟需解决的问题之一。本文通过向Al-50%Si合金中加入Cu,分析Cu对合金溶液热力学性能的影响,结合Cu的存在方式,探讨Cu对Al污染的抑制作用。结果表明:在Al-50%Si合金中添加10%(质量分数)Cu后,合金中Al的活度系数降低至0.714 8;初晶硅中Al的含量从250.960 mg/kg降低到181.637 mg/kg,比未添加Cu时减少了27.62%,同时,Cu在初晶硅中的残留仅为12.6 mg/kg,低于Cu在Si中的固溶度。可见,在Al-Si合金中引入Cu并未对初晶硅造成二次污染。因此,采用Al-Si-Cu三元合金体系进行提纯制备太阳能级多晶硅能够有效抑制Al对初晶硅的污染。

来源：2023年第9期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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