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Refino de silício por solidificação direcional (2008)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: OLIVEIRA, THEÓGENES SILVA DE - EP
  • USP Schools: EP
  • Sigla do Departamento: PMT
  • Subjects: FENÔMENOS DE TRANSPORTE; MUDANÇA DE FASE; REFINO; SILÍCIO
  • Language: Português
  • Abstract: A demanda do silício de grau solar (SiGS) utilizado na indústria fotovoltaica cresce atualmente em uma média de 35% ao ano e a projeção para a próxima década é de constante crescimento. Entretanto, a disponibilidade de matéria-prima para a produção do SiGS não tem crescido na mesma taxa, resultando em uma elevação de seu custo. Logo, a obtenção de rotas alternativas menos onerosas para a produção do SiGS torna-se crucial, principalmente sendo o Brasil o 3º maior produtor mundial de silício de grau metalúrgico. Tendo como objetivo a purificação do silício, o presente trabalho de pesquisa apresenta um estudo detalhado da solidificação direcional do silício, que é uma das etapas utilizadas em todas as rotas alternativas atualmente pesquisadas com o objetivo de purificação. Este estudo foi realizado em um forno do tipo Bridgman vertical, onde o silício líquido contido em um molde foi extraído da região quente do forno, resultando em uma solidificação direcional controlada e ascendente. Dois tipos de silício foram escolhidos como material de entrada para o processo de refino: o silício de grau metalúrgico e o silício de grau metalúrgico pré-refinado por lixiviação. Quatro velocidades de extração do molde entre 5 a 110 µm/s foram empregadas nos ensaios. A macrossegregação de impurezas nos lingotes obtidos foi medida através de análises químicas e a estrutura metalúrgica observada através de macro e micrografias. Os lingotes solidificados com menor velocidade de extração, onde se observa evidências de uma interface sólido-líquido plana, apresentam um grau de refino superior aos de maior velocidade, que mostram evidências de uma interface celular ou dendrítica.As análises químicas mostram que, após a solidificação direcional, os teores de Fe, Al, Cr e Ti medidos nas regiões da base e central dos lingotes atingem níveis especificados para o SiGS por alguns autores.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 28.05.2008
  • Acesso online ao documento

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    EPBC31200036455FD-4943
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    • ABNT

      OLIVEIRA, Theógenes Silva de; MARTORANO, Marcelo de Aquino. Refino de silício por solidificação direcional. 2008.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15082008-150104/ >.
    • APA

      Oliveira, T. S. de, & Martorano, M. de A. (2008). Refino de silício por solidificação direcional. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15082008-150104/
    • NLM

      Oliveira TS de, Martorano M de A. Refino de silício por solidificação direcional [Internet]. 2008 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15082008-150104/
    • Vancouver

      Oliveira TS de, Martorano M de A. Refino de silício por solidificação direcional [Internet]. 2008 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15082008-150104/

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