低碳高效的太阳能级硅制备新技术

【摘要】：对固态二氧化硅在850℃氯化钙熔盐中的伏安行为分析的基础上,通过系统研究了二氧化硅粉末压片在850℃氯化钙熔盐中恒电位电解产物的物相和纯度,确定了通过熔盐电解法制备单质硅的电位范围.实验结果表明,熔盐电解二氧化硅制备单质硅合适的电解电位范围为0.65V(vs.Ca/Ca2+)至1.15V.通过在此电位范围内恒电位电解产物纯度和能量效率分析,明确了熔盐电解制备单质硅最优化的电解电位为0.85V,此时电解产物纯度高达99.41%,电流效率为79.3%,电解能耗为11.5kWh/kg Si.上述结果表明,熔盐电解法制备单质硅与传统碳热还原法相比在能量效率和产物纯度上具有优势.通过电解产物杂质来源的分析,提出进一步提高产物纯度以达到太阳能级硅要求的措施,为通过熔盐电解法直接制备太阳能级硅提供了科学基础. 【作者单位】： 武汉大学资源与环境科学学院;
【关键词】： 熔盐电解 太阳能硅 二氧化硅 恒电位电解 高纯硅
【基金】：科技部国际合作专项(编号:2009DFA62190)
【分类号】：TQ127.2
【正文快照】： 硅特有的力学和物理化学特性使其成为支撑人类社会发展的基础材料.从成本方面考量,二氧化硅无疑是最经济的大规模硅制备的前驱物.因而现行的硅工业制备是基于碳热还原二氧化硅.基于氧化物的相对的化学惰性,碳热还原法制备硅和锗一般需要很高的温度来确保还原的快速完全进行(

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