多晶硅太陽能電池板的高溫穩定過程

湖北光伏發電硅料全部熔化后，如果只是為了鑄錠，湖北光伏發電造價,湖北農村光伏發電安裝可以直接開始降溫進入鑄錠過程。但如果是采用的回收料、邊皮料、頂皮料、鍋底料、冶金法多晶硅料或者粉料，則需要進行熔煉，以在此階段對多晶硅進行提純，消除雜質。這里姑且稱之為熔煉過程，也可稱為高溫穩定過程。

一、真空揮發

其實，在熔化的過程中間，熔煉過程已經就開始了。在固體階段，真空脫氣一樣是有效的，尤其是對于粉料。在熔化的過程中，硅料是逐漸熔化的。因此，在硅料從外到里不斷熔化的過程中，新露出的表面不斷地會發生揮發作用。

硅料熔化之前，由于溫度不夠高，真空熔煉的效果不一 定會很好。但固體粉料的真空脫氣，因為粉料粒度較小，可能比液體還好。

熔化后，如果爐內抽氣實行真空，主要發生三個作用。一個是真空脫氣。由于硅液在高溫下揮發較大，因此，這時的真空度要比冷態時要高一些。硅液中的雜質在真空下，有從硅液中逸出的特性，逸出的速度和數量取決于該雜質在某溫度下的飽和蒸汽壓。原則上，只要雜

硅料全部熔化后，如果只是為了鑄錠，可以直接開始降溫進入鑄錠過程。但如果是采用的回收料、邊皮料、頂皮料、鍋底料、冶金法多晶硅料或者粉料，則需要進行熔煉，以在此階段對多晶硅進行提純，消除雜質。這里姑且稱之為熔煉過程，也可稱為高溫穩定過程。

一、真空揮發

其實，在熔化的過程中間，熔煉過程已經就開始了。在固體階段，真空脫氣一樣是有效的，尤其是對于粉料。在熔化的過程中，硅料是逐漸熔化的。因此，在硅料從外到里不斷熔化的過程中，新露出的表面不斷地會發生揮發作用。

硅料熔化之前，由于溫度不夠高，真空熔煉的效果不一 定會很好。但固體粉料的真空脫氣，因為粉料粒度較小，可能比液體還好。

熔化后，如果爐內抽氣實行真空，主要發生三個作用。一個是真空脫氣。由于硅液在高溫下揮發較大，因此，這時的真空度要比冷態時要高一些。硅液中的雜質在真空下，有從硅液中逸出的特性，逸出的速度和數量取決于該雜質在某溫度下的飽和蒸汽壓。原則上，只要雜質的飽和蒸汽壓高于爐內的真空壓力，這種雜質就會從硅中逸出。但是，實際的情形還不是這么簡單。

雜質從硅液中像真空中揮發，飽和蒸汽壓大的雜質較容易揮發。揮發速度除了受飽和蒸汽壓影響外，還受到雜質在硅液中的擴散系數影響。這是雜質在硅中的粘滯系數所決定的。如果雜質無法運動到硅的表面，飽和蒸汽壓再高，雜質也無法逸出。因此，當雜質濃度較高時，因為有較多的雜質原則運動到液體表面，因而很容易從硅中揮發；但當雜質濃度較低時，雜質到表面的幾率就大大減小，尤其是對于那些粘滯系數大的雜質。這時，為了增加雜質的揮發性，需要在液體中增加攪拌作用。對于硅液來說，比較好的攪拌方式，還是電磁攪拌。但電磁攪拌難以實現，因此，在RDS4.0的爐型中，通過底部加熱提高坩堝底部的硅液溫度，使硅液在坩堝中會自然形成對流，也有利于雜質的逸出。此外，當雜質的濃度低到一 定程度時，飽和蒸汽壓的概念已經失去了意義。因此，對于1個ppm以下的雜質，靠真空揮發的作用已經達到極限了。

二、真空造渣

這個階段，雜質不斷從硅液中揮發，主要是依靠渣系。這里的渣系與爐外精煉的渣系原理類似，但有諸多不同。相同之處是，這里的渣的目的也是為了用物理和化學的方式將硅中的雜質吸附到渣中來，可能與渣相中的部分物質發生化學反應，化合成一種新的東西。

但不同之處是，由于真空階段所加的渣系不能從硅中靠人工取出，因此，反應生成物不能殘留在硅液中，要么揮發出去，要么與渣一起留在硅液表面，要么就沉在鍋底。當然最好的辦法還是一旦從硅中吸收出來，就立即揮發出去。普羅法的渣系選擇就是按照這個方法進行的。

同時，也有一些物質，能夠與硅中的硼化合，形成很牢固的物質，然后沉在底部，這樣，也是可以達到除雜的目的的。硅液表面有渣的時候，此外，如果硅中含有較多雜質，或者硅料在入爐前在空氣中放置了較長的時間時，表面會形成氧化層，這樣的硅料在熔化后，硅液表面往往會漂浮一層渣，由于渣呈固體，且本身導熱性較差，這樣，渣面的溫度會比硅液的溫度低一些，一般可能低20~70度，如果渣面較厚，可能溫差會更大。由于紅外測溫儀所測量的僅是表面溫度，所以，在溫度控制時要注意這一點。這種現象從爐頂的紅外觀察窗后用肉眼可以看出來。解決這個問題的方法是，在坩堝側面加裝熱電偶，參考平時無渣時的硅液溫度，根據熱電偶溫度來推測硅液溫度。這樣也依然會有誤差，但通常會比依靠紅外溫度讀數再減去若干度要準確一些。

三、真空氣體反應

在真空下，適當地吹入一些氣體，使之與硅液反應有利于硅液的雜質揮發。這個過程也在普羅法多晶硅提純技術中得到應用。真空爐吹氣有幾個特點，一個是不能對硅液內部吹氣，只能在表面，第二，吹氣量不能太 大，因為真空的關系，需要保持。

質的飽和蒸汽壓高于爐內的真空壓力，這種雜質就會從硅中逸出。但是，實際的情形還不是這么簡單。

雜質從硅液中像真空中揮發，飽和蒸汽壓大的雜質較容易揮發。揮發速度除了受飽和蒸汽壓影響外，還受到雜質在硅液中的擴散系數影響。這是雜質在硅中的粘滯系數所決定的。如果雜質無法運動到硅的表面，飽和蒸汽壓再高，雜質也無法逸出。因此，當雜質濃度較高時，因為有較多的雜質原則運動到液體表面，因而很容易從硅中揮發；但當雜質濃度較低時，雜質到表面的幾率就大大減小，尤其是對于那些粘滯系數大的雜質。這時，為了增加雜質的揮發性，需要在液體中增加攪拌作用。對于硅液來說，比較好的攪拌方式，還是電磁攪拌。但電磁攪拌難以實現，因此，在RDS4.0的爐型中，通過底部加熱提高坩堝底部的硅液溫度，使硅液在坩堝中會自然形成對流，也有利于雜質的逸出。此外，當雜質的濃度低到一 定程度時，飽和蒸汽壓的概念已經失去了意義。因此，對于1個ppm以下的雜質，靠真空揮發的作用已經達到極限了。

二、真空造渣

這個階段，雜質不斷從硅液中揮發，主要是依靠渣系。這里的渣系與爐外精煉的渣系原理類似，但有諸多不同。相同之處是，這里的渣的目的也是為了用物理和化學的方式將硅中的雜質吸附到渣中來，可能與渣相中的部分物質發生化學反應，化合成一種新的東西。

但不同之處是，由于真空階段所加的渣系不能從硅中靠人工取出，因此，反應生成物不能殘留在硅液中，要么揮發出去，要么與渣一起留在硅液表面，要么就沉在鍋底。當然最好的辦法還是一旦從硅中吸收出來，就立即揮發出去。普羅法的渣系選擇就是按照這個方法進行的。

同時，也有一些物質，能夠與硅中的硼化合，形成很牢固的物質，然后沉在底部，這樣，也是可以達到除雜的目的的。硅液表面有渣的時候，此外，如果硅中含有較多雜質，或者硅料在入爐前在空氣中放置了較長的時間時，表面會形成氧化層，這樣的硅料在熔化后，硅液表面往往會漂浮一層渣，由于渣呈固體，且本身導熱性較差，這樣，渣面的溫度會比硅液的溫度低一些，一般可能低20~70度，如果渣面較厚，可能溫差會更大。由于紅外測溫儀所測量的僅是表面溫度，所以，在溫度控制時要注意這一點。這種現象從爐頂的紅外觀察窗后用肉眼可以看出來。解決這個問題的方法是，在坩堝側面加裝熱電偶，參考平時無渣時的硅液溫度，根據熱電偶溫度來推測硅液溫度。這樣也依然會有誤差，但通常會比依靠紅外溫度讀數再減去若干度要準確一些。

三、真空氣體反應

在真空下，適當地吹入一些氣體，使之與硅液反應有利于硅液的雜質揮發。這個過程也在普羅法多晶硅提純技術中得到應用。真空爐吹氣有幾個特點，一個是不能對硅液內部吹氣，只能在表面，第二，吹氣量不能太 大，因為真空的關系，需要保持。

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