硅业副产物四氯化硅在离子液体中溶解—电沉积的研究

摘要

研究多晶硅工业的主要副产品四氯化硅(SiCl_4)在离子液体中的溶解、电沉积过程。结果表明,SiCl_4在离子液体中的溶解度随温度升高而降低,离子液体的导电率随温度升高而增加。在阴离子为[TNf_2]的情况下,阳离子为[N_(1114)]的季铵盐类离子液体比咪唑类[Bmim]离子液体具有更好的SiCl_4溶解度和导电性。SiCl_4在季铵盐类离子液体的溶解度随烷基主链长度增加而增大,随侧链长度增加而降低。[N_(1114)][TNf_2]和SiCl_4之间形成C-Cl、Si-O和C-Si键,在[N_(1114)][TNf_2]-SiCl_4体系中S_i^(4+)的还原电位为-2.2V。在温度25℃、SiCl_4浓度0.3mol/L、电流密度20A/m^2、电解时间2h的条件下可电沉积得到较为致密的硅薄膜,呈球形颗粒状分布。