МНОГОСИЛИКОН ЗА СЛЪНЧЕВА ЕНЕРГИЯ

МНОГО СИЛИКОН
ЗА СЛЪНЧЕВА ЕНЕРГИЯ

Според последния доклад на Европейската общност, общата инсталирана мощност на слънчевите модули в края на 2006 г. е 6.5 GW; до 2020 г. се очаква да достигне 205 GW. Предполага се, че през 2030 г. слънчевите станции ще генерират 10%, а през 2040 г. - от 20 до 28% от общото световно производство на електроенергия. Най-важният обещаващ материал за производството на слънчеви енергийни клетки е мултисилиций. Технологията за получаването му е тема на персонализиран проект, чийто напредък е докладван от д-р Sci. A. I. Nepomnyashikh (IGC SB RAS).

Следните институти на СО РАН участват в изпълнението на този проект: Институт по геохимия на А.П. Виноградов, Институт по геология и минералогия, Институт по топлофизика на името на S.S. Кутателадзе, Институт по физика на полупроводниците, Институт по неорганична химия на името на А.В. Николаева, Институт по химия и механична химия на твърдото тяло, Институт по проблеми на преработката на въглеводороди, Институт за комплексно развитие на природните ресурси в Тува, Катедра по физически проблеми на BSC SB RAS и SKTB "Наука" на KSC SB RAS. Проектът включва три основни блока. Първият блок е технологията за директно производство на мултисилиций със соларен клас от рафиниран металургичен силиций с висока чистота. Втората е свързана с разработването на физикохимични основи за производството на полисилиций от силициев диоксид с висока чистота и въглеродни редуктори. Третото е разработването на процес за получаване на ефективни слънчеви клетки, базирани на многосилициеви плочи.

Технологията, разработена от Института по геохимия, се състои от три основни части. Първата част е карботермичната редукция на силиций от изходни материали с висока чистота, кварцит или кварц, и съответно, специално приготвен въглероден редуктор - въглен. Втората част от технологията е разработена за рафиниране на силициева стопилка в черпак, където силициевата стопилка се "отървава" от бор, фосфор и редица други елементи. На третия етап силиций се пречиства от повечето тежки примеси по време на насочена кристализация на многосилиций.

Въз основа на числена симулация е показано, че радиално-температурните реагенти в конвективен режим са рязко изгладени в сравнение с дифузионния режим и кристалният фронт всъщност става плосък. За да създадем контролиран режим на конвекция, ние предложихме метод за отглеждане на многосилиций във въртящо се топлинно поле, който се състои в промяна на симетрията на топлинното поле чрез създаване на по-топла зона на външната стена на контейнера. В допълнение към тези произведения, които са пряко свързани с производството на мултисилиций, първите изследвания на примесните хетеро- Освен това се разработват методи за покриване на кварцови тигли. Si3N4 се използва като защитни покрития за кварцови тигли за отглеждане на многосилиций. Недостатъкът на това покритие е относително високата му омокряемост със силициева стопилка. В рамките на този проект Институтът по химия на Сибирския клон на Руската академия на науките изследва възможността за използване на филмови покрития на базата на силициев карбонитрид SiCxNy с променлив състав. Проучванията показват, че няма омокряне на основи, покрити със силициев карбонитрид от разтопен силиций. Три партиди гранулирани въглеродни материали бяха получени в IPPU SB RAS. Силицият се получава от компоненти на заряда с висока чистота. В SKTB "Nauka" силиций се редуцира от брикетирана и прахообразна смес на основата на аморфен силициев диоксид при температура 1800 ° C. Получават се проби от силиций. Изходът на силиций при редукция от праховия заряд е бил 97, а от брикетирания - 99 тегловни%. Започна работа по намаляване на силиция в плазмените реактори.