利用离子液体低温电解SiO₂制取高纯硅薄膜的方法

摘要

一种利用离子液体低温电解SiO₂制取高纯硅薄膜的方法，按以下步骤进行：（1）准备电解质的原料氟化咪唑离子液体、冰晶石、氢氟酸溶液和二氧化硅；（2）在电解槽内制成电解质，在惰性气体流通和搅拌条件下电解二氧化硅；（3）电解过程中补加二氧化硅；（4）每隔1~2h更换工作电极；（5）将硅膜剥落清洗烘干。本发明的方法相可以在低温下电沉积硅，得到的硅纯度高；为低成本、低污染的太阳能级硅薄膜绿色制备提供技术储备。

主权项

一种利用离子液体低温电解SiO₂制取高纯硅薄膜的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）准备电解质的原料，电解质的原料为氟化咪唑离子液体、冰晶石、氢氟酸溶液和二氧化硅，其中氟化咪唑离子液体占电解质总质量的94.5~99%，冰晶石占电解质总质量的0.5~1.5%，二氧化硅占电解质总质量的0.5~2%，氢氟酸溶液占电解质总质量的0~2%；所述的氟化咪唑离子液体为1,3‑二甲基氟化咪唑、1‑乙基‑3‑甲基氟化咪唑、1‑丙基‑3‑甲基氟化咪唑或1‑丁基‑3‑甲基氟化咪唑；所述的氢氟酸溶液的质量浓度为50%；所述的冰晶石为Na₃AlF₆；（2）向电解槽通入惰性气体排出其中的空气和水蒸气，然后将氟化咪唑离子液体加入到电解槽中，再加入冰晶石、氢氟酸溶液和二氧化硅，在电解槽内混合形成电解质，在惰性气体流通和搅拌条件下，控制电解质温度在20~100℃，对电解槽内的工作电极和对电极施加电流电解二氧化硅，控制工作电极的电流密度为20~100mA/cm²；（3）电解过程中，每5~15min向电解槽内补加二氧化硅，控制电解槽中二氧化硅占电解质总质量的0.5~2%；（4）随着电解的进行，硅沉积在工作电极表面形成硅膜，每隔1~2h更换工作电极；（5）将更换下来的工作电极表面的硅膜剥落，用有机溶剂清洗，烘干去除有机溶剂后获得高纯硅薄膜。