Clean Synthesis and Formation Mechanisms of High‐Purity Silicon for Solar Cells by the Carbothermic Reduction of SiC with SiO2

材料科学 精炼(冶金) X射线光电子能谱 拉曼光谱 化学工程 石墨 产量(工程) 催化作用 纳米技术 冶金 化学 有机化学 光学 物理 工程类
作者
Yang Liu,Shuai Wang,Shengnan Jiang,Jian Kong,Xiaofeng Wang,Bo Gao,Pengfei Xing,Xuetao Luo
出处
期刊:ChemistrySelect [Wiley]
卷期号:4 (14): 4025-4034 被引量:10
标识
DOI:10.1002/slct.201900287
摘要

Abstract Metallurgical synthesis of solar grade silicon (SoG−Si) is an existing challenge due to the strict chemical composition of silicon for solar cells. Here, we report a green and facile approach to synthesize high‐purity silicon (99.98 wt%, 0.12 ppmw B and 0.18 ppmw P) for solar cells by the carbothermic reduction of SiC with SiO 2 in a vacuum graphite resistance furnace. Catalyst of Fe 2 O 3 plays the role of reducing the concentration of CO (g) , lowering the energy consumption and improving the purity and yield of silicon. The present work is one‐step to obtain silicon with less B and P, but it is composed of silicon synthesis, oxidation refining, vacuum refining and blowing refining, which discloses an innovative chemical concepts of in‐situ synthesis combined with refining. According to the characterizations of the reacted SiC particles performed by XRD, Raman, PL, XPS, SEM and TEM, the morphologies and formation mechanisms of the in‐situ silicon from the horizons of atomic scale were revealed for the first time. It was evidenced conclusively that the Si−C bonding is broken from the (006) planes of 6H‐SiC at 1850°C by the reaction of SiC (s) + 2SiO 2(l) =3SiO (g) + CO (g) , and then the silicon nucleates on the (101) planes of 6H‐SiC and grows along the [111] direction at 1950°C via the vapor‐solid reaction of SiO (g) + SiC (s) =2Si (l) + CO (g) .
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
幽默战斗机完成签到,获得积分10
刚刚
123完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
小斌仔发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
Esang发布了新的文献求助10
2秒前
kkk完成签到,获得积分10
2秒前
KEHUGE完成签到,获得积分10
2秒前
呼啦啦发布了新的文献求助10
2秒前
wonwoo发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
安和2396完成签到,获得积分10
3秒前
大个应助亓丌采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
天真豪英完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
情怀应助科研小白采纳,获得10
5秒前
酷波er应助世界和平采纳,获得10
6秒前
6秒前
鄙视注册完成签到,获得积分0
6秒前
6秒前
木昜完成签到,获得积分10
6秒前
哒哒哒发布了新的文献求助10
6秒前
爆米花应助听风采纳,获得30
7秒前
小斌仔完成签到,获得积分10
7秒前
王懒懒完成签到 ,获得积分10
7秒前
李爱国应助LIN采纳,获得10
7秒前
丘比特应助Maestro_S采纳,获得10
7秒前
周伯通发布了新的文献求助10
8秒前
张文康发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
ccmm发布了新的文献求助10
9秒前
maomao完成签到 ,获得积分10
9秒前
背后思卉发布了新的文献求助10
9秒前
Ma完成签到,获得积分10
9秒前
mengzhao完成签到,获得积分10
10秒前
yu发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
Cybercrime: The Transformation of Crime in the Information Age, 2nd Edition 400
Moore's Clinically Oriented Anatomy 10th Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6617421
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8381728
关于积分的说明 17931770
捐赠科研通 5786686
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2959809
邀请新用户注册赠送积分活动 1935036
关于科研通互助平台的介绍 1839589