石英粉氧化性质研究

客服主管发布于2016-06-21 10:09:19

来自：安米微纳

 原文网址    尊重原创！如需转载，请联系安米微纳团队service@anypowder.com 

太阳能是一种很重要的可再生绿色能源，在人类有效利用太阳能的多种方式中，光电转换成为了近年来发展最快、最具活力的研究领域，国内外均掀起了一股太阳能电池研究热潮。在众多的太阳能电池材料中，硅以其原料丰富、性能稳定、无毒且制备工艺成熟等特点成为了太阳能电池研发、生产和应用的主体材料。特别是自1995年以来，随着多线切割技术在硅片生产中的广泛运用，硅作为一种重要的电池材料更是得到了迅猛发展。目前，晶体硅太阳能电池的市场占有率已超过90%。

洁净硅的最表层原子具有高度不稳定性，所以硅表面在空气、水及水溶液中很容易形成氧化物。早在20世纪，硅片在不同介质中的氧化情况曾一度受到关注，相关研究发现，在上述介质中，硅片表面均能形成不同厚度(约几个纳米)的氧化层，且空气中的湿度、水中含氧量及硅片表面状态等都对氧化产生影响。而在太阳能级高纯硅的制备及硅锭切割过程中，除了最后得到的硅片外，中间环节也有大量晶体硅以小颗粒或是微尘的形式存在，甚至最终被浪费。例如，在硅烷法生产高纯硅料的同时会产生大量高纯硅尘;当前热门的物理提纯技术中，普遍采用冶金级硅块破碎的硅粉作为原料;在晶体硅的多线切割过程中，将近50%的高纯石英粉切屑进入切割砂浆中。这些石英粉比表面积大，存在大量悬挂键，并且与空气等氧化介质长期接触，其氧化情况更值得关注。特别是当今高成本仍是制约太阳能电池广泛应用的一个重要因素，充分利用已制得的高纯硅则显得至关重要，石英粉的氧化性质研究则是这些高纯石英粉被提取回收及良好储存的基础。考察了太阳能级硅晶体微粉(石英粉)在空气、水、PEG以及PEG水溶液中的氧化行为，并分析对比了硅片生产中两种不同切割过程所产生石英粉切屑的氧化情况，从中得出了一些石英粉氧化的基本规律。

1实验

1.1石英粉的制备与表征

实验中所用的原料为LDK公司提供的p型太阳能级多晶硅片。先后采用SC1溶液[ψ(NH4OH:H2O2:H2O)=1:1:5]和稀HF溶液[ψ(HF:H2O)=3:100]对硅片进行清洗，以去除其表面吸附粒子及氧化物，再真空干燥;然后将硅片用玛瑙研钵进行研磨。下图为采用Keyence VHX—100型3D高景深光学显微镜观察研磨后的石英粉形貌，其形状、大小很不均一，在光学显微镜下石英粉表面呈现两种不同的形貌，一种是经过清洗的硅片表面，呈暗黑色;另外大部分是硅片在破碎后形成的解理面，呈现金属光泽，而且在力的作用下，大多解理面都有如图(b)所示的“褶皱”纹路。

 1/5    1 2 3 4 5 下一页 尾页