硅烷均相裂解产物形态、结构和组成的研究

摘要

社会发展加重了能源危机和环境污染。为此，人们不得不改变对化石燃料的过分依赖，转而开发无污染、可循环的新型清洁能源，尤其是以太阳能为首的可再生能源。太阳能的开发促进了以硅为原料的光伏产业的迅猛发展。
　　流化床法制备多晶硅的技术具有效率高、能耗低、纯度高、产物晶体型态稳定等一系列优点，但其难点在于如何避免硅烷（SiH4）均相裂解形成非晶硅细粉。遗憾的是，这一过程的反应机理迄今未有统一的定论。为了精准控制生产条件，有必要充分了解反应条件对硅烷热分解产物的影响。
　　本文在垂直空管反应器内，采用硅烷裂解法得到不同反应条件下的均相裂解的非晶硅粉末，利用红外漫反射池、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等对产物进行表征分析。研究揭示了反应温度、操作气量和硅烷浓度对非晶硅产物微观形态、粒度分布、Si-H结构和组成等性质的影响；通过对不同条件下Si-H结构的分析，进一步阐述了硅烷均相裂解的机理和过程。
　　结果表明，反应温度越高、操作气量越低、硅烷浓度含量越高时，产物的颗粒粒度也就越大，但其粒度分布范围仅受反应温度影响；对于产物的Si-H结构和组成，反应温度的影响最强，而硅烷浓度的影响最弱。

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第一章 绪论

1.1 立题背景

1.2 非晶硅

1.3 本文研究内容

第二章 反应设备

2.1 装置流程图

2.2 设备参数

2.3 流量计的校正

2.4 操作简介

第三章 实验部分

3.1 实验药品

3.2 实验仪器

3.3 硅烷混合气计算

第四章 实验条件的选择与设定

4.1 反应温度

4.2 反应气量

4.3 硅烷浓度

4.4 本章小结

第五章 产物的表征

5.1 非晶硅的微观形态分析

5.2 非晶硅的Si-H结构分析

5.3 本章小结

第六章 实验结果与讨论

6.1 反应条件对反应转化率及产物表观形貌的影响

6.2 反应条件对产物微观形貌的影响

6.3 非晶硅产物微观形貌的观察

6.4 反应条件对产物Si-H结构的影响

6.5 本章小结

第七章 结论与展望

参考文献

致谢