Refino do silicio por solidificacao direcional.

• Processo: 03/14118-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2004
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2008
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Extrativa
• Pesquisador responsável: Joao Batista Ferreira Neto
• Beneficiário: Joao Batista Ferreira Neto
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Tecnológicas S/A (IPT). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Silício Solidificação direcional Refino
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bridgman | Refino | Silicio | Solidificacao Direcional

Resumo

A demanda do silício de grau solar (SiGSo) utilizado na produção de células solares tem crescido na faixa de 25 a 40% ao ano nas últimas décadas e a projeção para a próxima década é de constante crescimento. Entretanto, a disponibilidade de matéria-prima para a produção do SiGSo não tem crescido na mesma taxa, resultando em um aumento de seu custo. Logo, tanto no meio industrial como acadêmico, observa-se recentemente uma busca sistemática de rotas alternativas menos custosas para a produção do SiGSo. Como o Brasil é o 4° maior produtor mundial de silício de grau metalúrgico (SiGM), o desenvolvimento de rotas para produção do SiGSo a partir do SiGM é particularmente interessante, pois aumentaria o valor agregado deste produto de cerca de 20 vezes. Visando o refino do silício, o presente trabalho de pesquisa propõe o estudo detalhado da solidificação direcional, que é uma das etapas utilizadas em todas as rotas alternativas atualmente pesquisadas com o objetivo de purificação. Esta etapa tem o principal objetivo de refinar o silício até níveis de impurezas compatíveis com o SiGSo. O estudo da solidificação direcional será realizado em um forno do tipo Bridgman, onde o silício líquido contido em um cadinho é extraído da região quente do forno, iniciando a solidificação de forma direcional. No estudo, serão examinados os efeitos de três variáveis de processamento na microestrutura bruta de solidificação e na distribuição de soluto final no lingote refinado. As variáveis escolhidas são: a composição inicial do silício; a velocidade de solidificação e o diâmetro do cadinho. Através do estudo, pretende-se determinar tanto aspectos fundamentais relativos aos mecanismos de transporte de massa de impurezas durante a solidificação, como aspectos tecnológicos importantes para se explorar ao máximo a capacidade de refino da solidificação direcional visando a aplicação industrial do processo. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MARTORANO, MARCELO A.; FERREIRA NETO, JOAO B.; OLIVEIRA, THEOGENES S.; TSUBAKI, TOMOE; TMS. MACROSEGREGATION OF IMPURITIES DURING SOLIDIFICATION OF METALLURGICAL GRADE SILICON IN A VERTICAL BRIDGMAN FURNACE. TMS2011 SUPPLEMENTAL PROCEEDINGS, VOL 1: MATERIALS PROCESSING AND ENERGY MATERIALS, v. N/A, p. 8-pg., 2011-01-01. (03/08576-7, 03/14118-1)

MARTORANO, M. A.; FERREIRA NETO, J. B.; OLIVEIRA, T. S.; TSUBAKI, T. O.. Macrosegregation of Impurities in Directionally Solidified Silicon. METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE, v. 42A, n. 7, p. 1870-1886, JUL 2011. (03/14118-1, 03/08576-7)

MARTORANO, M. A.; FERREIRA NETO, J. B.; OLIVEIRA, T. S.; TSUBAKI, T. O.. Refining of metallurgical silicon by directional solidification. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-ADVANCED FUNCTIONAL SOLID-STATE MATERIALS, v. 176, n. 3, p. 217-226, FEB 25 2011. (03/14118-1, 03/08576-7)