Título

REMOÇÃO DE FÓSFORO CONTIDO EM SILÍCIO POR TRATAMENTO A VÁCUO

REMOVAL OF PHOSPHORUS CONTAINED IN SILICON BY TREATMENT VACUUM

Autoria

Lotto, André Alexandrino; Neto, João Batista Ferreira; Mourão, Marcelo Breda

DOI

10.5151/2594-5327-23390

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Resumo

A demanda por energia fotovoltaica vem aumentando a razão de mais de 20% ao ano no mercado internacional na última década devido aos programas de diversificação de matriz energética. Este trabalho visa investigar a remoção de fósforo a vácuo de silício grau metalúrgico (SiGM) (98,5% a 99% de Si) para se obter o silício grau solar (SiGS) (99,999% a 99,99999% de Si). Foram realizados experimentos em forno de indução a vácuo, variando parâmetros como temperatura, tempo e relação área exposta ao vácuo/volume de silício. Os resultados de análise química foram obtidos por plasma acoplado indutivamente (ICP) e avaliados com base em aspectos termodinâmicos e cinéticos da reação de vaporização do fósforo no silício. Obteve-se refino de 33 para cerca de 1,5 ppm de P em três horas, concluindo-se que o refino por este processo é tecnicamente viável.

 

The demand for photovoltaics is increasing the rate of over 20% per year in the international market in the last decade due to diversification programs in the energy matrix. This study aims to investigate the removal of phosphorus by vacuum from metallurgical grade silicon (MGSi) (98.5% to 99% Si) to obtain the solar grade silicon (SGSi) (99.999% to 99.99999% Si). Experiments were carried out in vacuum induction furnace,varying parameters such as temperature, time and the area exposed to the vacuum/ volume of molten silicon. The results of chemical analysis were obtained by inductively coupled plasma (ICP) and evaluated based on kinetic and thermodynamic aspects of the reaction of vaporization of the phosphorus in the silicon. The phosphorus was decreased from 33 to approximately 1.5 ppm P after three hours of vacuum treatment, concluding that phosphorus removal by vacuum is technically feasible.

Palavras-chave

Purificação; Silício; Vácuo; Fósforo.

Purification; Silicon; Vacuum; Phosphorus.