導語：光伏材料高純鎵生產技術研究一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：對光伏材料高純鎵的規?；?a href="http://m.alizhichou3.cn/lunwen/nongyelunwen/scjslw/202012/733693.html" target="_blank">生產進行探究，通過對相關的技術進行分析，得出高純鎵在制備過程中的技術要點，并對其中存在的問題進行改進，以此來找尋更好地實現高純鎵規?；a的辦法。

關鍵詞：光伏材料；高純鎵；生產技術

隨著科學技術的不斷進步，各種新型的材料正在不斷地被應用于人們的生產生活之中。與此同時，由于環境的不斷改變，人們也在逐漸對以往的技術進行改進，對各種技術不斷改進實現優化，以此來達到對環境保護，以及更加良好的性能。對于人類而言，照明是人類的必需品，現在的城市很多都是徹夜通明，但是照明所要消耗的能量卻很多，因此人們十分需要對照明技術進行改進，降低照明的能源消耗，所以各種光伏材料的應用面正在被不斷的擴大，越來越多的生產與生活需要引進光伏材料。但是現階段對光伏材料的生產，還并不能夠滿足如此巨大的需求，因此要加大對于光伏材料的規模化生產，以此來滿足市場的需求，實現對照明以及各種發電技術的改良。

1制備方法的相關介紹

現階段對于高純鎵的制備方法主要有四種，這些方法各有利弊，能夠應對不同情況和實驗環境下對于高純鎵的制備，這四種方法分別是電解法、定向凝固法、提拉法還有結晶法，這四種方法各有利弊，下面將對這四個方法進行逐一分析，從而為高純鎵的規?；a提供相應的技術指導，推動高純鎵的光伏材料的全面應用[1,2]。1.1電解法。采用電解法制備高純鎵，其原理是在電解質溶液中通以直流電流,產生正負離子的遷移,正離子移向陰極,負離子移向陽極,在陽極上發生氧化反應,在陰極上發生還原反應,電解質溶液中的金屬正離子在陰極被還原并沉積在陰極板上。在制備高純鎵時，要將粗鎵作為陽極，陰極則使用鈦板或者不銹鋼板作為相應的材料，電解液最常使用的是氫氧化鈉堿溶液，在各種材料都準備完成之后，就要對兩個電極接入穩定的電流。采用這一方法可以將鎵的純度由2～3N提高到4～5N。電解法是常用的金屬制備方法和金屬提純方法，這一方法可以有效地提高金屬純度，對于提純設備的要求相對較低，并且操作方式十分簡單，因此電解法是常用的金屬提純方法，這一方法還能夠實現對金屬的規模化生產，但是對于部分金屬的提純效果卻不是很好，一般常用于4～5N的常用提純，并被廣泛地應用。1.2定向凝固法。定向凝固法由于提純的純度更高，所以一般常用于對更高純度鎵的提純，通常將濃度更高的鎵制作成籽晶，并將其置于水平舟的其中一端，隨后的步驟便是30～40℃鎵液直接導入到水平舟內，讓鎵液能夠充分的浸潤籽晶，然后讓鎵液順著水平舟流動，由放置籽晶的一端流向另一端，并且在這一過程中安置一個環形的低溫冷卻區域，加快鎵液的冷卻；等到所有的鎵液全部凝固之后，便將鎵塊從水平舟中取出，并將鎵塊遠離籽晶的一端切除，余下的部分便是所要得到的高純鎵，但是要想得到純度很高的鎵，就要多次重復上述過程，利用這種方法可以很有效地提高鎵的純度，一般純度可以達到6～8N。但是這一方法也有其不足，由于鎵的熔點與室溫相近，鎵液就會出現過冷現象，因此提純過程必須要在低溫冷凝區域進行，并且凝固的時間也相對較長，由于對實驗環境的要求很高，所以該方法很大程度上提高了成本，所以該方法不利于實現規模化生產。1.3提拉法。提拉法與定向凝固法類似，都用到了更高純度的鎵制成籽晶來用于提純，提拉法也需要用到30～40℃鎵液，與定向凝固發不同的是提拉法要將鎵液放入到提拉爐中，在提拉爐的反應容器中進行下一步反應，這一方法需要將籽晶浸入到鎵液之中，隨后在提拉爐的作用下進行旋轉提升，在這一過程中有冷凝系統和旋轉系統的共同作用，從而實現鎵晶體可以以籽晶為載體順著提升的方向開始進一步的生長，在提拉爐的反復提拉之下，可以將鎵做到有效提純，其純度水平與定向凝固法的提純水平相當，都能夠達到6～8N。這一方法雖然能夠很好地提升鎵的純度，但是這一方法所用到的提拉機制造成本很高，并且產能的轉化率相對較低，無形之中提高了生產的成本，由于在生產成本上并不具有優勢，也就很難實現規模化的生產。1.4結晶法。與之前兩種方法類似，在結晶發中還需要用到更高純度的鎵制作成籽晶，以及30～40℃純度較低的鎵液。具體過程是在結晶容器的底部放置高純度鎵制作的籽晶，然后將鎵液也放入到結晶容器內部，最后通過冷凝區域向結晶器內通入冷卻劑，讓然后等待鎵晶體以籽晶為載體開始向上生長，在多次反復之后能夠實現對鎵的提純，并且純度也能夠達到6～8N。并且這項技術對設備和實驗環境的要求也相對較低，只要對結晶器進行優化處理便能夠實現規?；a。

2模塊式結晶器

利用結晶發實現高純鎵的規?；a，其中最為關鍵的便是模塊式結晶器，模塊式結晶器的好壞，直接聯系到鎵的提純效果以及對產能和成本的控制。主要構成是結晶容器以及水浴循環、鎵液控溫、空氣凈化幾個系統，下面將對模塊式結晶器的各個部分進行介紹[3]。2.1結構組成。結晶容器是有非金屬材料制成，并且有著很高的純度，其內部有鎵液容器、水浴夾層、進出水口和籽晶放置器組成。水浴循環系統的工作原理是利用了純水作為熱傳遞介質，通過控制水的溫度來實現對鎵的狀態控制，這一模塊是關鍵部分能夠直接影響提純效率和提純速度?？販叵到y則是利用紅外加熱器和自動控溫裝置，來實現對結晶容器溫度的控制，保證鎵液的溫度能夠呈現出溫度梯度，促進結晶的進行。最后空氣凈化系統是為了凈化生產環境，為鎵的純度提供保障，防止由于生產環境的影響而出現純度降低，這一系統要時刻保證生產環境達到千級的潔凈度。2.2提純過程。第一步是進行利用高純度的鎵進行籽晶的制作，并將其安裝在放置器上；第二步是將鎵液注入，并啟動水浴循環系統，實現對溫度的精準控制，并對水流量進行準確的控制，保證冷卻效果；第三啟動溫控系統，實現對溫度的精準控制，同時開啟空氣凈化單元，對生產環境進行凈化，最后剩余一定量的尾液，抽走尾液便得到了鎵晶體，重復整個環節多次，便能夠得到純度很高的鎵晶體。

3結語

利用模塊式結晶器進行鎵的提純，可以實現對光伏材料高純鎵的規模化生產，但是在進行生產的過程之中，需要對各個生產過程進行有效控制，并對相關技術不斷的研究與改進。

參考文獻

[1]吳廣杰，于金鳳，朱劉.光伏材料高純鎵的規?；a研究[J].廣東化工，2018（16）：120.

[2]楊波.CuSbS_2和CuSbSe_2薄膜性質及光伏應用研究[D].武漢:華中科技大學，2017.

[3]陳榮榮.溶膠—凝膠法制備CZTS薄膜太陽電池及其光伏性能的研究[D].保定：河北大學，2017.

作者:張適闊 單位:江西現代職業技術學院