应用有关热力学数据研究了与多晶硅主要生产工艺即西门子法相关的“Si-Cl-H”三元系的复杂化学反应,研究SiCl4氢化转化为SiHCl3过程中可能发生的15个反应,给出15个反应的ΔGθm -T图;并确定5个独立的反应,给出这5个独立反应的KθP -T图;高温时主反应(1)的Kp增长较慢,而反应(2)和(5)的KθP快速增大,1 373K时,主反应(1)的KθP较小,为0.157 1.进一步研究温度、压强和进料配比nH2/nsicl4对SiCl4氢化率的影响,并绘制出SiCl4氢化率随这些因素的变化曲线.结果表明:当压强和进料配比一定时,SiCl4的氢化率随温度的升高先增加后降低;增大压强或增加进料配比nH2/nsiCl4都会提高SiCl4的氢化率;SiCl4氢化转化为SiHCl3过程的最佳操作条件为温度为1 000℃,压强为0.3 MPa,进料配比nH,/nSiCl4为4,在此条件下,SiCl4的氢化率为25.78%.
参考文献
[1] | NARAYANAN S;WOHLGEMUTH J .Cost-benefit analysis of high-efficiency cast polycrystalline silicon solar cell sequences[J].Progress in Photovoltaics,1994,2:121-128. |
[2] | 马文会,戴永年,杨斌,刘大春,王华.太阳能级硅制备新技术研究进展[J].新材料产业,2006(10):12-16. |
[3] | S. Balaji;Juan Du;CM. White .Multi-scale modeling and control of fluidized beds for the production of solar grade silicon[J].Powder Technology: An International Journal on the Science and Technology of Wet and Dry Particulate Systems,2010(1):23-31. |
[4] | Mukashev, BN;Abdullin, KA;Tamendarov, MF;Turmagambetov, TS;Beketov, BA;Page, MR;Kline, DM .A metallurgical route to produce upgraded silicon and monosilane[J].Solar Energy Materials and Solar Cells: An International Journal Devoted to Photovoltaic, Photothermal, and Photochemical Solar Energy Conversion,2009(10):1785-1791. |
[5] | 马晓东,张剑,李廷举.冶金法制备太阳能级多晶硅的研究进展[J].铸造技术,2008(09):1288-1291. |
[6] | 罗大伟,张国梁,张剑,李军,李廷举.冶金法制备太阳能级硅的原理及研究进展[J].铸造技术,2008(12):1721-1726. |
[7] | 吕东,马文会,伍继君,杨斌,戴永年.冶金法制备太阳能级多晶硅新工艺原理及研究进展[J].材料导报,2009(05):30-33. |
[8] | 于站良,马文会,戴永年,杨斌,魏奎先.太阳能级硅制备新工艺研究进展[J].轻金属,2006(03):43-47. |
[9] | 侯彦青,谢刚,陶东平,俞小花,田林,杨妮.太阳能级多晶硅生产工艺[J].材料导报,2010(13):31-34,43. |
[10] | 张鸣剑,李润源,代红云.太阳能多晶硅制备新技术研发进展[J].新材料产业,2008(06):29-33. |
[11] | 汪光裕,丁国江,艾波.四氯化硅在西门子多晶硅生产流程内部的循环利用[J].东方电气评论,2008(04):70-72. |
[12] | 龙桂花,吴彬,韩松,丘克强.太阳能级多晶硅生产技术发展现状及展望[J].中国有色金属学报,2008(z1):386-392. |
[13] | 王季陶;刘明登.半导体材料[M].北京:高等教育出版社,1990:112-132. |
[14] | 沈辉;曾祖勤.太阳能光伏发电技术[M].北京:化学工业出版社,2005:76-112. |
[15] | SIRTL E;HUNT L P;SAWYER D H .High temperature reactions in the silicon-hydrogen-chlorine system[J].Journal of the Electrochemical Society,1974,121:919-924. |
[16] | DIANA M;MARINO L D;MASTRANTUONO L .Thermodynamic analysis of the reduction of silicon chlorides with hydrogen in the 300-4 500 K temperature range[J].Rev Int Hautes Temper Refact,1981,18:203-213. |
[17] | 苗军舰,陈少纯,丘克强.西门子法生产多晶硅的热力学[J].无机化学学报,2007(05):795-801. |
[18] | 苗军舰,丘克强,顾珩,陈少纯.西门子体系中SiHCl3和SiCl4的热力学行为[J].中国有色金属学报,2008(10):1937-1944. |
[19] | 印永祥;任永平 .一种转化四氯化硅制取三氯氢硅和多晶硅的方法:[P].中国,CN 101254921A,2008-09-03. |
[20] | 沈祖祥;毋克力;严大洲;刘建军 汤传斌 .四氯化硅氢化生产三氯氢硅的方法:[P].中国,CN 1436725 A,2003-08-20. |
[21] | 陈其国;陈文龙 .三氯氢硅的制造方法:[P].中国,CN 101759189A,2010-06-30. |
[22] | 李祖勇 .SiCl4氢化生产SiHCl3的节能降耗循环工艺及系统:[P].中国专利,CN 101817528 A,2010-09-01. |
[23] | KIMURA E;OGI K;KURASHIGE T .Manufacture of trichlorosilane from silicon tetrachloride using platinum-group metal catalyst:[P].Japan,JP 62256713 A,1987-11-09. |
[24] | BAN V S;GILVERT SL .Chemical process in vapor deposition of silicon Ⅰ[J].Journal of the Electrochemical Society,1975,122:1382-1389. |
[25] | HUNT L P;SIRTL E .Thermodynamic analysis of the silicon-hydrogen-chlorine vapor deposition system[J].Journal of the Electrochemical Society,1972,119:1741-1747. |
[26] | CHARIG J M;JOYCE B A .Epitaxial growth of silicon by hydrogen rcduction of SiHCl3 onto silicon substrates[J].Journal of the Electrochemical Society,1962,109:957-962. |
[27] | KEE R J;RUPLEY F M;MILLER J A .The thermodynamic data for silanes and chlorosilanes[R].Sandia National Laboratories Report.Sandia:SAND 87-8215B,1990. |
[28] | 叶大伦;胡建华.使用无机物热力学数据手册[M].北京:冶金工业出版社,2002:187-210. |
[29] | 徐宝琨;赵慕愚.复杂化学平衡计算[M].长春:吉林大学出版社,1990:8-53. |
[30] | 汪光裕,丁国江,艾波.四氯化硅在西门子多晶硅生产流程内部的循环利用[J].东方电气评论,2008(04):70-72. |
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