규조토 처리에서 태양광 등급의 순도를 달성하는 방법은 무엇인가요?
석영 Sand 처리에서 태양광 등급 순도를 달성하는 것은 태양광(태양) 응용 분야에 적합한 고순도 실리콘을 생산하기 위해 여러 가지 정밀하고 고급 기술을 포함합니다. 태양광 등급 실리콘은 불순물이 극도로 낮아야 하며, 미세한 오염물조차 태양 전지의 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 다음은 석영 Sand 처리에서 태양광 등급 순도를 달성하는 방법의 개요입니다:
1. 고순도 석영 선택
- 출처 자료불순물(예: 철, 알루미늄 및 알칼리 금속)이 자연적으로 낮은 수준의 석영 모래를 선택하세요. 고순도 석영(HPQ) 광상이 주요 원료입니다.
- 특성화: 처리 전에 불순물 수준을 평가하기 위해 분석 방법(예: 유도 결합 플라스마 질량 분석법 또는 X선 형광 분석법)을 사용합니다.
2. 물리적 선별
- 파쇄 및 분쇄: 오염을 최소화하면서 분쇄기와 밀을 사용하여 석영암을 더 미세한 입자로 분해합니다.
- 세척 및 탈염: 세척 및 탈미세화를 통해 점토와 미세 입자를 제거하여 규사 순도를 높입니다.
- 자기 분리고강도 자기 분리기를 사용하여 철 산화물(Fe₂O₃)과 같은 자성이 있는 불순물을 제거하십시오.
- 부유: 알루미늄 실리케이트 및 기타 광물과 같은 불순물을 제거하기 위해 플롯이션 기술을 사용하십시오.
3. 화학적 정화
- 산 침출:
- 강산(HF, HCl 또는 H₂SO₄ 등)을 사용하여 철(Fe), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al)과 같은 금속 불순물을 용해하고 제거하십시오.
- 산 침출의 효율성은 pH, 온도, 시간 및 산 농도와 같은 요인에 따라 달라집니다.
- 알카리 침출:
- 산 침출로 제거할 수 없는 고집 센 규소 화합물을 제거하십시오.
- 초음파 세척:
- 화학 처리 중 초음파 진동을 사용하여 불순물 제거 효율성을 향상시킵니다.
4. 열처리
- 열 정화:
- 고온에서 석영을 처리하여 특정 휘발성 불순물을 기화시키고 제거합니다.
- 예를 들어, 알칼리 금속, 인, 붕소와 같은 불순물은 열 개량 기술을 통해 감소시킬 수 있습니다.
- 플라스마 정화:
- 매우 높은 온도를 도입하여 불순물을 기화하는 첨단 플라즈마 아크 기술을 활용하십시오.
5. 석영 모래 정제
- 고온 염소화:
- 반응하는 석영과 염소 가스를 고온에서 반응시켜 불순물의 휘발성 염화물을 형성한 다음 제거합니다.
- 영역 정제:
- 물질을 통제된 방식으로 녹여, 불순물이 용융된 실리콘에서 다르게 용해되는 특성 때문에 정제된 실리콘과 분리되도록 합니다.
6. 후처리 품질 관리
- 진행 중 모니터링고급 분광학적 방법을 사용하여 다양한 처리 단계에서 불순물 농도를 모니터링합니다.
- 미량 원소 분석최종 테스트를 수행하여 불순물 수준이 태양열 등급 실리콘 사양을 충족하는지 확인합니다(종종 붕소 및 인과 같은 특정 오염물질의 경우 < 1 ppm).
7. 태양광 등급 실리콘으로의 전환
정제된 석영 모래를 얻은 후, 해당 물질은 다음 과정을 통해 실리콘으로 전환됩니다:
- 탄소열 환원:
- 전기 아크로에서 탄소원(예: 석탄, 코크스 또는 목재 칩)과 함께 규산염을 반응시켜 금속급 실리콘(MG-Si)을 생산합니다.
- 화학 정제 (MG-Si 업그레이드):
- 금속 등급 실리콘을 태양광 등급 실리콘(SoG-Si)으로 추가 정제하기 위한 프로세스:
- 지멘스 프로세스트리클로로실란 또는 실란 가스로부터의 실리콘 화학 기상 증착.
- 업그레이드된 금속학적 급 실리콘 (UMG-Si): 불순물 수준을 감소시키기 위한 고급 금속 공학 기술.
주요 도전 과제 및 고려 사항:
- 비용태양광 grade 실리콘 생산은 에너지를 많이 소모하므로, 비용 관리가 매우 중요합니다.
- 환경 영향산, 화학물질 및 부생산물의 처리를 적절하게 관리하여 환경 규정을 준수하십시오.
- 순수성 기준태양광 등급 실리콘은 효율적인 광전지 성능을 위해 일반적으로 최소 99.9999% (6N) 이상의 순도를 요구합니다.
물리적, 화학적, 열적 정제 과정을 결합하고 엄격한 품질 관리 절차를 준수함으로써, 석영 모래는 태양광 산업의 엄격한 순도 요구 사항을 충족하도록 업그레이드될 수 있습니다.
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