Elaboration et Purification du Silicium par Métallothermie
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Date
2017
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Abstract
La réduction magnésiothermique de la silice est l'une des méthodes les plus prometteuses
pour produire le silicium en raison de sa simplicité, de ses faibles températures et de son
faible coût. Cependant, la formation inévitable du siliciure de magnésium (Mg2Si) dans le
produit de réaction dégrade la pureté du silicium et provoque une réaction explosive pendant
la phase de lixiviation. Ce phénomène limite l'utilisation de cette méthode. Dans cet effort,
une nouvelle approche a été développée dans cette recherche pour empêcher la formation de
Mg2Si en utilisant de l'alumine comme consommateur de Mg gazeux.
En utilisant cette approche, le silicium de haute pureté a été produit en utilisant une silice de
départ trés pure et en contrôlant le rapport magnésium et silice. Par conséquent, la silice
cristalline a d'abord été purifiée par une lixiviation acide efficace. Les résultats de la
spectrométrie de masse par décharge luminescente (GDMS) ont indiqué que sa pureté était de
99,87%. EIle a ensuite été réduit avec une variation du rapport Mg / SiO2. Le type et la
quantité des produits de réaction ont été étudiés en utilisant la diffraction des rayons X (DRX)
et le raffinement Rietveld,
La puissance électrique et le rapport molaire optimal ont été déterminés sur la base de la
quantité minimale de siliciure de magnésium correspondant respectivement à 3,75 kW et
2,25: 1. Après l'étape de purification, Le produit de silicium a été examiné par spectrométrie
de masse par décharge luminescente qui a indiqué que sa pureté était de 99,96 % avec 0,10
ppm de bore et 0,15 ppm de phosphore, ce qui en fait un matériau attractif pour la génération
de cellules solaires.