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与传统能源相比,太阳能发电具有清洁节约、安全便捷、资源丰富等优点,是可再生的绿色环保能源。太阳能多晶硅(SOG-Si)是太阳光电转化的关键材料,具有制备工艺相对成熟、生产成本低及电池产品稳定等优点。目前,采用湿法冶金、合金精炼、真空精炼等方法提纯冶金级硅的冶金法由于建设周期短、生产能耗低、污染低等众多优点受到普遍关注。冶金法的各项工艺与硅熔体中各结构单元的热力学性质息息相关,但由于高温测定实验难度大造成相关工作严重不足。因此,通过模型模拟的方法获得Si基二元及多元体系的热力学性质将有很大的现实意义与指导价值。将获得的计算数据与文献报道值进行对比,验证了模型及方法的有效性与可靠性,为Si基熔体的热力学描述及冶金法提纯多晶硅奠定理论基础。本文采用MIVM模型计算了 Si-j(j=B、Mn、Ni)二元Si基熔体各组元的活度、无限稀活度系数等热力学性质,获得了 1700-1900K温度范围内,Si-j(j=B、Mn、Ni)二元Si基熔体中组元j的自相互作用系数等热力学数据。基于以上结果,进一步计算了三元Si基熔体:Si-Fe-j(j=Al、B、Mn)、Si-Al-Ni各组元的活度,获得了 1750-1900K温度范围内,Si-Al-Ni三元Si基熔体中A1与Ni的交相互作用系数与温度的表达式:εNiAl=-1.5136+5482.8088/T,以及1700-1900K温度范围内Si-Fe-Mn三元Si基熔体中Fe与Mn的交相互作用系数与温度的表达式:εMnFe=1.8825+2891.0303/T,并绘制了各体系的三元等活度相图。基于共存理论模型计算了 Si-j(j=P、Al、Fe、Ca)二元Si基熔体各结构单元的活度等热力学性质,获得了 1723-1873K温度范围内,Si-j(j=P、Al、Fe、Ca)二元Si基熔体中组元j的自相互作用系数等热力学数据。基于以上结果,计算了三元Si基熔体:Si-Fe-j(j=Ca、P)各结构单元的活度,获得了 1723-1873K温度范围内,Si-Fe-j(j=Ca、P)两个三元Si基熔体中组元Fe.与组元j(j=Ca、P)间的交相互作用系数与温度的关系表达式,并绘制了各体系的三元等活度相图。通过热力学推导发现,在1723K温度条件下,Si-Fe-Ca三元硅基熔体中杂质Ca(500-2500ppmw)的活度小于 CaSi 和 CaSi2 的活度,Fe(500-1500ppmw)的活度小于FeSi和FeSi2的活度,且CaSi2的活度大于CaSi,FeSi2的活度大于FeSi。