Vislielākais burtu izmērs
Lielāks burtu izmērs
Burtu standarta izmērs
Energoefektīvas tehnoloģijas izstrāde polikristāliska silīcija ražošanai un metodes attistība mikro piemaisījumu noteikšanai silīcijā
Pēdējās izmaiņas veiktas:
26.06.2017

Anatolijs Kravcovs (SIA KEPP EU, Rīga, Latvija) un Georgijs Čikvaidze (LU CFI)

Projektā, kura mērķis bija izstrādāt alternatīvo tehnoloģiju polikristālisko stieņu iegūšanai, audzējot tos no kausējumā, izmantojot elektronu staru sildīšanu, tika izpildīti visi ieplānoti darbi.

  • izpētīta elektronu staru sildītāja konstrukcija;
  • izstrādāta ar ūdeni dzesēšanu vara vannas jauna konstrukcija, kurā montē siltuma mezglu;
  • veikti piemaisījumu koncentrācijas mērījumi ar GDMS metodi;
  • no silīcija polikristāliskiem stieņiem, kuri tika iegūti projekta ietvaros, bija izaudzēti silīcija monokristāli, un pēc tam ar FTIR- spektroskopijas metodi bija noteikta piemaisījumu koncentrācija tiem.

Tika konstatēts, ka kausējumā nokļuva metāli no konstruktīviem elementiem, no kuriem izgatavots elektronu staru sildītājs. Pie tā iemaisījumu koncentrācija iegūtos kristālos ir mazāk nekā saules silīcijā, bet sliktāk, nekā nepieciešams FZ monokristālu audzēšanai. Tāpēc bija veikti eksperimenti , lai izveidotu un optimizētu gāzes dinamiskā logā formu, lai izolētu gāzes tilpumus elektronu lielgabalā un tehnoloģiska kamerā. Kopā ar profesoru S.V. Ladohinu (FTIMS, Kijeva), ir izstrādāta ierīce magnētiskas atdalīšanas metāla jonu no elektronā stara. Pēdējie divi izgudrojumi tika patentēti. Ražošanai izstrādāta atbilstošu ierīču dokumentācija.

Pēc projekta materiāliem ir sagatavoti ziņojumi PV SEC 31& 32.

Ir iegūti stieņi 200 mm diametrā, masa 80 kg procesā bez galvaskausa un diametra 160 mm procesā ar galvaskausu. Enerģijas patēriņš procesā bija 43 kWh / kg stienim kas iegūts galvaskausa procesā un 24,9 kWh / kg procesā bez galvaskausa. Tādējādi, kopējais enerģijas patēriņš, lai sagatavotu polikristālisku silīciju, izmantojot elektronu staru kausējumu, ieskaitot izmaksas uz polisilīcija gabalu ir 95-113 kWh / kg, salīdzinot ar 285 kWh / kg stienim ilgstoša Simensa procesā, kuru plaši izmanto rūpniecībā, lai ražotu stieņus, kas tiek izmantoti, lai ražotu silīcija monokristāli ar FZ metodi.

Piemaisījumu saturs stieņiem, kuri ir iegūti, izmantojot elektronu staru metodi, bija veikti pētījumi CFI LU, izmantojot zemas temperatūras FTIR-spektrometrijas metodi. Pēc standartas metodes no polikristāliskiem stieņiem ar FZ metodi bija izaudzēti silīcija monokristāli un pēc tam tika mēriti FTIR- spektri. Šī metode ļāva mums noteikt piemaisījumus ar robežas noteikšanu desmitos ppta.

Bija veikti pētījumi kas rāda iespējas noteikt piemaisījumus polikristāliskā silīcija paraugos. Uzsākta metodes izstrāde kas ļautu noteikt piemaisījumu elementus, par kuriem patlaban nav standarta analītiskās metodes. Šis metodes izstrāde ir nepieciešama lai elektronu staru metodi varētu izmantot silīcija ražošanā.