Relevant bibliographies by topics / Purification silicium

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  1. Journal articles
  2. Dissertations / Theses
  3. Book chapters

Academic literature on the topic 'Purification silicium'

Author: Grafiati
Published: 17 September 2022
Last updated: 18 September 2022

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Journal articles on the topic "Purification silicium"

1

Erin, J., D. Morvan, and J. Amouroux. "Rôle de l'hydrogène dans le procédé de purification du silicium par plasma thermique inductif." Journal de Physique III 3, no. 3 (March 1993): 633–52. http://dx.doi.org/10.1051/jp3:1993154.

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2

Erin, J., D. Morvan, and J. Amouroux. "Optimisation des conditions de fonctionnement d'un pilote plasma de 25 kW pour la purification du silicium." Journal de Physique III 5, no. 5 (May 1995): 585–604. http://dx.doi.org/10.1051/jp3:1995148.

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3

Shablovski, Vladimir, Alla Tuchkoskaya, Vladimir Rukhlya, and Olga Pap. "COAGULANT-FLOCCULANT FROM SECONDARY RESOURCES FOR TREATMENT OF INDUSTRIAL AND MUNICIPAL WASTEWATER." WATER AND WATER PURIFICATION TECHNOLOGIES. SCIENTIFIC AND TECHNICAL NEWS 30, no. 2 (October 4, 2021): 27–33. http://dx.doi.org/10.20535/2218-930022021240165.

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Abstract:
Coagulants and flocculants are used almost at all drinking water supply facilities, wastewater treatment plants of municipal and industrial enterprises in Belarus and Ukraine to intensify and increase the efficiency of the processes of purification, clarification and discoloration of water and wastewater. Mainly as coagulants aluminum and iron salts are used, as flocculants - active silicic acid, starch, cellulose derivatives, polyacryloamide, etc. Sulfuric acid treatment of alumina-containing raw materials allows, in the course of one process, to obtain a mixture of active substances - salts of aluminum, iron, active SiO2. In this case, there is no need to separate the salt from suspended particles and colloidal silicic acid. The presence of suspended dispersed particles in the active substance, as well as colloidal silicic acid and its salts, enhances and accelerates coagulation. The resulting solution, along with aluminum sulfate, contains silicic acid, which acts as a flocculant in the process of water purification. In addition, the processed products also contain ferrous sulfate, in the presence of which a better coagulation result is achieved. Industrial tests of the coagulant-flocculant were carried out in order to purify wastewater from oil products. The test results showed that the effectiveness of the coagulant-flocculant in reducing the content of oil products in wastewater is comparable to the currently used aluminum sulfate. The effectiveness of the developed coagulant-flocculant for the purification of drinking water was evaluated in comparative tests with a coagulant “Polvak-68” in the mode of trial coagulation on a laboratory flocculator. The research results are showed that the value of all parameters characterizing the contamination of the source water are highty decreasing for experimental coagulant-flocculant in compare with regular product.
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4

Starostina, I. V., N. Yu Kiryushina, Е. V. Loktionova, and А. V. Matushkina. "Obtaining a Ferrosilicon Flocculant-Coagulant from Metallurgical Production Waste and Its Usage in Emulsified Wastewaters Purification Process." Ecology and Industry of Russia 26, no. 7 (July 6, 2022): 20–25. http://dx.doi.org/10.18412/1816-0395-2022-7-20-25.

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Abstract:
A method of obtaining a composite ferrosilicon flocculant-coagulant (FSFC) as a result of acidic modification of slaking steelmaking slag was suggested. It has been determined that the acidic modification of electric-furnace steelmaking slag results in the leaching of basic oxides with the formation of ferric sulfate and silicic acid gel. This allows using the obtained modification product as a ferrosilicon flocculant-coagulant in emulsified wastewaters purification systems. It has been demonstrated that the obtained powdery FSFC at the consumption rate 0.7 g/dm3 provides the emulsion purification efficiency – 99.3 %.
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5

Rokosik, E., K. Dwiecki, M. Rudzińska, A. Siger, and K. Polewski. "Column chromatography as a method for minor components removal from rapeseed oil." Grasas y Aceites 70, no. 3 (May 7, 2019): 316. http://dx.doi.org/10.3989/gya.0709182.

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Abstract:
The purpose of this study was to verify the influence of different chromatographic column beds (silicic acid, activated charcoal, aluminum oxide, silica gel) on the concentration of individual minor components (sterols, tocopherols, carotenoids and chlorophyll) in rapeseed oil. With the use of a combination of these beds, a three-stage optimized method for removing minor components from rapeseed oil was developed. It was demonstrated that the combination of silicic acid and activated charcoal removed about half of the sterols present from the oil. Aluminum oxide turned out to be the most effective bed in removing tocopherols, purifying the oil to their minimum level (2.6 mg/kg). All adsorbents used had similar capacity to purify oil from pigments (carotenoids and chlorophyll). In the three-stage purification process free sterols were almost completely removed (to the level 90.0 mg/kg). Purification of β-carotene and chlorophyll from the oil was also very effective. Tocopherols were completely removed with this method, except for a small amount of α-tocopherol (0.4 mg/kg), which results from its relatively weak interaction with a hydrophilic bed. The developed method may be used in studies on the effect of association colloids on bulk oil autoxidation processes.
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6

Lyakhov, Nikolay, Tatiana Grigoreva, Tatiana Talako, Tatyana Udalova, Sergey Vosmerikov, and Evgeniya Devyatkina. "A Carbon-Free Way for Obtaining Nanoscale Silicon." Powders 1, no. 1 (February 17, 2022): 18–32. http://dx.doi.org/10.3390/powders1010003.

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Abstract:
The nanosized silicon powder has been produced by reduction of silica with magnesium in an argon medium using both the mechanically activated self-propagating high-temperature synthesis and the direct mechanochemical synthesis and has been investigated by X-ray phase analysis, Infrared spectroscopy, electron scanning microscopy, and energy dispersive X-ray spectroscopy. The optimal Mg:SiO2 ratio has been found to provide the minimum content of contaminant impurities of magnesium silicide and silicate in mechanically activated self-propagating high-temperature synthesis. For the first time, direct mechanochemical synthesis of Si via reduction of silica with magnesium has been implemented. Optimal component ratio and mechanical activation parameters have been determined, yielding Si/MgO composites without impurity phases (magnesium silicide and silicate). A purification procedure has been proposed for separating silicon obtained from magnesium oxide and other impurity phases. The ratio of initial components has been determined, at which purified silicon has the least amount of impurities. The particle size of silicon powder obtained was 50–80 nm for the mechanically activated self-propagating high-temperature synthesis, and 30–50 nm for the direct mechanochemical synthesis.
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7

Sathyamoorthy, Neeraja, Nilofer Qureshi, and Kuni Takayama. "Purification and characterization of C28–55 fatty acids from Mycobacterium smegmatis." Canadian Journal of Microbiology 31, no. 3 (March 1, 1985): 214–19. http://dx.doi.org/10.1139/m85-041.

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Abstract:
The nonmycolic C16 to C55 fatty acids obtained from Mycobacterium smegmatis ATCC 356 by saponification were enriched with respect to the C28 to C55 acids by successive chromatography on silicic acid and Sephadex LH-20 columns. These partially purified fatty acids were then derivatized to the p-bromophenacyl ester and further fractionated by argentation thin-layer chromatography and reverse-phase high-performance liquid chromatography into their individual components.The esters were characterized by electron impact mass spectrometry. Two structural series of C28:1 to C42:1 and C45:2 to C55:2 fatty acids were identified as possible precursors of the monoenyl and dienyl mycolic acids, respectively. These acids were structurally related to the α-alkylhydroxyl group of the corresponding mycolic acid. The results suggest that these C28 to C55 fatty acids (meromycolic acids) of M. smegmatis might be precursors of mycolic acids.
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8

Karpychev, E. А. "Determination of sorption characteristics of aluminum hydroxide sludge formed at the stage of pre-purification of water treatment plant." Vestnik IGEU, no. 2 (April 30, 2022): 15–20. http://dx.doi.org/10.17588/2072-2672.2022.2.015-020.

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Abstract:
An urgent task of the research is to describe the properties of the sludge formed during coagulation depending on the type of water supply source. Namely, the aim is to study the sorption capacity of the sludge for the main components removed from the water (iron compounds, organic substances, and silicic acid compounds). This indicator allows you to directly determine the effectiveness of the coagulation. When comparing the actual values of this indicator with practically obtainable values, one can say about the lack or excess of the coagulant supplied for processing. To calculate the specific sorption capacities of the sludge, the following indicators have been used: organic content, the weight concentration of silicic acid compounds in terms of SiO2 and the weight concentration of iron compounds in terms of Fe. After drying and calcining the sludge, the resulting mineral residue has been dissolved in the solution, and the content of the final components was determined. Conventional water analysis methods have been applied. For the first time, a method is proposed to determine the specific sorption capacities of aluminum hydroxide sludge for organic compounds, for iron compounds in terms of Fe, for silicic acid compounds in terms of SiO2. A classification of natural low-turbidity waters with an increased content of iron-organic compounds is proposed. Within the framework of the proposed classification of waters, the authors have obtained previously undetermined actual specific sorption capacities of the sludge. Recommendations have been given to get practical importance values of the sorption characteristics of the sludge. The proposed method to calculate the sorption capacity of aluminum hydroxide sludge and index of sorption capacity of the sludge are recommended to be used as a parameter that determines the conditions and efficiency of application of the aluminum sulfate coagulation technology. Excessive doses of the coagulant that provide a sorption capacity of the sludge greater than the recommended values, lead to an excessive consumption of both the reagent itself and purge water. Thus, some measures can be taken to bring the sorption capacity of the sludge to practically achievable values, for example, aquatic acidification.
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Liu, Fei, Ling Ke Zeng, Jian Xin Cao, Qian Lin, and Jing Li. "Preparation of Xonotlite Whiskers from Carbide Slag." Key Engineering Materials 434-435 (March 2010): 787–89. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.434-435.787.

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Abstract:
Carbide slag was used as raw materials for the first time to prepare xonontlite whiskers via a hydrothermal route without special instruments and synthesis conditions. And the effect of pH value of emulsion of carbide slag and hydrothermal conditions on removal rate of impurities, morphology and crystallinity of synthesized xonotlite whiskers were explored using ICP, SEM and XRD techniques. The results indicated that the carbide slag after purification could be used to prepare xonotlite whiskers, and different pH values of emulsion of carbide slag had great impact on the removal rate of impurities and morphology of xonotlite whiskers. Xonotlite whiskers with 20-40 μm in length and 100-500 nm in diameter were hydrothermally synthesized at 230 °C for 15 h with using silicic acid as kiesel material.
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Cho, Young-Sang, Yeonghyun Lee, and Jun Kyu Park. "Fabrication of Silica Microspheres Containing TiO2 or Aluminum Zinc Oxide Nanoparticles via Self-Assembly: Application in Water Purification." Journal of Nanoscience and Nanotechnology 20, no. 11 (November 1, 2020): 6738–46. http://dx.doi.org/10.1166/jnn.2020.18793.

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Abstract:
In this study, silica micro-particles containing titania (TiO2) or aluminum zinc oxide (AZO) nanopar-ticles were synthesized using emulsion droplets as micro-reactors, for water purification application via photocatalytic decomposition of organic dyes. Towards this end, aqueous silicic acid solution has been emulsified with aqueous dispersion of TiO2 or AZO nanoparticles in a continuous oil phase to form tiny droplets, followed by subsequent self-assembly of the droplets via evaporation. The resulting composite microparticles were controlled to obtain a spherical or porous morphology by adjusting the concentration of the nanoparticle dispersion. As a demonstrative application, the resulting composite micro-particles have been used as photocatalysts for the removal of methylene blue under UV irradiation. In the case of silica microparticles containing AZO nanoparticles, the adsorption of organic pollutants combined with photocatalytic decomposition was found to be effective, and trace amounts of the pollutant remained after the removal process.
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More sources

Dissertations / Theses on the topic "Purification silicium"

1

MARONGIU-COMBES, ROS SANA. "Purification des siliciums de type n et p par fusion sous plasma inductif : Rôle du laitier fluore et du potentiel imposé. Application au silicium polycristallin photovoltaique." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066420.

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Abstract:
Ce travail a porté sur l'étude des mécanismes de purification du silicium par plasma inductif oxygène en présence d'un laitier fluore sous polarisation. Nous avons focalisé notre travail sur l'élimination du bore et du phosphore qui sont les deux principaux dopants du silicium. La première partie de cette étude a consisté à établir et comparer les diagrammes thermochimiques de stabilité des composés du bore et du phosphore en présence de Baf#2, Caf#2 et Mgf#2. Nous avons conclu qu'en présence de fluor et d'oxygène le bore était éliminé sous forme d'un composé volatil: bof. Nous avons pu déduire que Baf#2 est le meilleur laitier pour l'élimination du bore. Nous avons également mis en évidence la nécessité d'imposer un potentiel au matériau au cours du traitement. La seconde partie de ce travail a consisté à suivre l'élimination du bore au cours du traitement par spectroscopie d'émission en ligne. Nous avons alors pu confirmer que Baf#2 permettait l'élimination du bore la plus importante. De plus, l'imposition d'un potentiel anodique augmente l'évaporation du bore. Nous avons déduit que la polarisation anodique stabilise les espèces clés des mécanismes de purification: les anions O#2# et F#. L'efficacité du laitier fluore a également été mise en évidence dans le cas de l'élimination du phosphore. La stabilisation de l'anion O#2# permet la formation dans la goutte liquide d'oxydes volatiles du phosphore (P#4o#6, Po#2) dont l'évaporation s'ajoute a celle du phosphore gazeux. Enfin, nous avons procédé a l'étude physico-chimique du matériau après traitement. Nous avons déterminé que la présence de Baf#2 augmente la ségrégation des impuretés aux joints de grain et abaisse la viscosité de la goutte liquide, ce qui augmente la taille de l'interface plasma-bain liquide et donc l'efficacité du traitement. L'analyse du matériau après traitement (ICP, ESCA) a permis de confirmer les conclusions obtenues.
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2

Abouchi, Hamza. "Purification de silicium solaire dans des réacteurs à grande surface." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI035.

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Abstract:
Le silicium de qualité solaire, nécessaire pour approvisionner le marché photovoltaïque en croissance constante, est produit par purification à partir du silicium métallurgique. La voie chimique de purification, la plus classique, a un coût énergétique élevé et pénalités environnementales. La voie métallurgique est une alternative qui doit réduire son coût de production pour répondre au faible prix du marché. Dans ce travail, nous étudions une percée technologique par rapport aux procédés existants pour éliminer le bore, tels que le procédé plasma précédemment étudié dans le laboratoire SIMaP.Le premier chapitre de cette thèse présente le contexte de la production de silicium pour les cellules solaires, en mettant l'accent sur la voie chimique et la voie métallurgique pour la purification du silicium, et explique l’objectif de ce travail. Le deuxième chapitre analyse l'état de l'art des procédés d'élimination du bore par soufflage de gaz. Les configurations utilisées par différentes équipes sont présentées. L’analyse bibliographique est spécialement axée sur le rôle des différentes espèces gazeuses, la cinétique de l'élimination du bore et la limitation de la purification par formation d'une couche de silice.Le troisième chapitre présente un modèle théorique développé au cours de cette thèse pour décrire l'élimination du bore par soufflage de gaz, dans des réacteurs en continu avec des flux de gaz et de liquide à contre-courant. Le modèle prend en compte un équilibre chimique à l'interface, le transfert de masse vers le cœur des fluides et la limitation du titre d’oxydant due à la formation d'une couche de silice. Il a été exploité à l'échelle du laboratoire, puis utilisé pour extrapoler à l'échelle industrielle.La partie expérimentale de la thèse est présentée dans les chapitres quatre et cinq, où la conception, la réalisation et les tests d'une expérience à l'échelle du laboratoire sont détaillés. La mise au point thermique a été effectuée et de nouveaux phénomènes ont été rapportés, impliquant la capillarité et la condensation des espèces gazeuses. Les résultats de l'élimination du bore sont présentés pour les situations où le flux continu de silicium a été supprimé. Comme nous l'avons montré dans notre dernier chapitre, de nouveaux développements expérimentaux seraient fructueux à l'échelle du laboratoire, en parallèle avec des études à l'échelle industrielle utilisant notre modèle théorique
Solar grade silicon, needed to supply the ever-growing photovoltaic market, has to be purified from metallurgical silicon. The classical chemical route for purification has a high energy cost and environmental drawbacks. The alternative metallurgical route has to decrease its production cost to meet with the low market price. In this work, we study a technology breakthrough compared to existing processes to remove boron, such as the plasma process previously studied in the SIMaP laboratory.The first chapter of this thesis presents the context of silicon production for solar cells, with focus on the chemical route and the metallurgical route for silicon purification, and explains the goal of this work. The second chapter discuss a state of the art of the processes to remove boron by gas blowing. Different setups of different teams are presented, and the literature survey is specially focused on the role of each gas species, the kinetics of the boron removal and the purification limit due to the formation of a silica layer.Chapter three presents a theoretical model developed during this PhD to describe the boron removal by gas blowing, in continuous reactors with counter-current gas and liquid flows. The model takes into account a chemical equilibrium at the interface, mass transfer to the bulk fluids and the limit on the oxidant fraction due to the formation of a silica layer. It was run at laboratory scale and then used to extrapolate at industrial scale.The experimental part of the thesis is presented in chapters four and five, where the design, realisation and tests of a laboratory scale experiment are detailed. Thermal tuning was performed and new phenomena were reported, involving capillarity and condensation of gaseous species. Boron removal results are shown for situations where the continuous flow of silicon was suppressed. As shown in our last chapter, further experimental developments would be fruitful at laboratory scale, together with studies at industrial scale using our theoretical model
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Dégoulange, Julien. "Purification et caracterisation physico-chimique et électriques de silicium d'origine métallurgique destiné à la conversion photovoltaïque." Grenoble INPG, 2008. https://theses.hal.science/tel-00368733.

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Abstract:
L'élaboration de silicium de qualité solaire par une autre route que la voie chimique semble aujourd'hui prometteuse pour réduire les coûts et garantir l'approvisionnement en matériau de la filière photovoltaïque. Un plasma inductif (Ar+H2+O2) couplé à un brassage électromagnétique du silicium liquide permet d'extraire une impureté critique : le bore. La compréhension de la volatilisation du bore a été étudiée via des calculs thermodynamiques sous FACTSAGE ainsi que des analyses chimiques en ligne des gaz de sortie par ICP-OES. L'étude du procédé a été divisée en deux étapes. Le brassage électromagnétique a fait l'objet d'une étude numérique et expérimentale. La répartition des espèces réactives à la surface a été étudiée en remplaçant le silicium par du graphite afin d'obtenir une image spatiale de la répartition des espèces à la surface. L'optimisation du procédé a permis d'obtenir un silicium avec une teneur en bore acceptable. Les caractérisations chimiques et électriques du matériau purifié ont révélées une quantité trop élevée d'aluminium, d'oxygène et de phosphore. Toutefois le matériau produit est utilisable par l'industrie, le rendement cellule est supérieur à 14% sur la partie p du lingot
The feedstock shortening is a major challenge for the photovoltaic industry. Among the possible routes from metallurgical grade to solar grade silicon, the plasma refining to reduce the boron content, combined with segregations to remove the metallic pollutants seems very promising. The plasma process combines electromagnetic stirring of the molten silicon with the boron volatilization by the reactive species produced by the plasma. The boron volatilization has been studied via thermodynamic calculations thanks to the FactSage code, and the chemical on line analysis of the volatilised pollutants in the flue gases of the process by ICP-OES. The electromagnetic stirring has been the subject of a numeric and experimental study. The distribution of reactive species onto the surface has been investigated replacing liquid silicon with a graphite target. The optimized process permitted the production of silicon with reduced boron content. The chemical and electrical characterisations of the refined and crystallised material have showed too high concentrations of aluminium, oxygen and phosphorus. However the life time of minority carriers was comprised between 20 and 50 µs and cells with efficiency above 14% have been produced
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Vadon, Mathieu. "Extraction de bore par oxydation du silicium liquide pour applications photovoltaïques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI067/document.

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Abstract:
L'extraction du bore du silicium liquide est une étape d'une chaîne de procédés de purification de silicium de qualité suffisante pour les applications photovoltaïques. Cette thèse étudie en priorité le procédé dit "gaz froid" qui consiste en l'injection d'un mélange de gaz Ar-H2-H2O sur du silicium liquide chauffé électromagnétiquement. Une deuxième méthode similaire ("procédé plasma") où on injecte un plasma thermique issu d'un mélange Ar-H2-O2 a également été étudiée. Un modèle est nécessaire afin d'optimiser le procédé pour économiser de l'énergie.Les trois objectifs du modèle sont la prédiction du flux de silicium issu de la surface (vitesse d'oxydation), du flux de bore issu de la surface (pour avoir la vitesse de purification), et du seuil de passivation. Le seuil de passivation est la limite de concentration d'oxydant au-delà de laquelleil apparait une couche de silice passivante qui empêche la purification. Afin de minimiser la consommation d'énergie en accélérant le procédé, on cherche à injecter une concentration d'oxydant juste en dessous du seuil de passivation.De précédentes études ont montré que le facteur limitant pour les flux de bore et de silicium est le transport d'oxydant dans la phase gaz. Ainsi, nous avons fait un modèle monodimensionnel réactif-diffusif à l'équilibre thermodynamique de la couche limite gazeuse. Selon ce modèle, l'effet de la formation d'aérosols de silice est de diviser par deux le flux d'oxydant vers la surface, ce qui sert aux simulations CFD. Cet effet des aérosols de silice sur les flux d'oxydant peut aussi se retrouver si on enlève l'hypothèse d'équilibre thermodynamique des aérosols de silice avec la phase gaz, ce qui est confirmé par des simulations CFD et des expériences.Pour ce qui concerne l'estimation de la vitesse de purification, les données les plus réalistes concernant l'enthalpie de formation de HBO(g) et le coefficient d'activité du bore dans le silicium liquide ont été sélectionnées. Nous obtenons une bonne prédiction de la vitesse de purification à différentes températures et concentrations d'oxydant, y compris pour le cas plasma que nous avons étudié, en utilisant ces données thermodynamiques et en supposant que les produits de réaction de surface SiO(g) et HBO(g) diffusent de manière similaire. Ces coefficients de transfert identiques pour HBO(g) et SiO(g) peuvent s'expliquer par une précipitation simultanée et commune de HBO(g) et SiO(g), selon des mécanismes de germination et croissance restant à déterminer.Un dispositif expérimental de lévitation électromagnétique de silicium sous un jet oxydant a été monté. La mesure et le contrôle de température d'une bille de silicium ont été mis en oeuvre ce qui permettra la mesure sans contaminations de données thermodynamiques concernant les impuretés .Le seuil de passivation mesuré sur quelques expériences disponibles peut être prédit par notre modèle d'oxydation (associé au facteur deux représentant les aérosols de silice), si on l'associe à un critère proposé dans la littérature, qui couple la fraction du flux d'oxydant arrivant à la surface à une loi d'équilibre entre SiO(g), Si(l) et SiO2(s/l). Nous montrons dans cette thèse que la couche passivante n'est compatible avec des aérosols de silice que si ces aérosols ne sont pas en équilibre avec la phase gaz. La cinétique de formation des aérosols de silice doit donc être étudiée plus en détails
Boron extraction from liquid silicon is a step within a new chain of processes aimed to purify silicon that meets purity requirements specific to photovoltaic applications. This thesis focuses mostly on cold gas processes that involve the injection of a mixture of Ar-H2-H2O gases onto electromagnetically stirred liquid silicon. A second similar method ("plasma processes") that involves the injection of thermal plasma made from an Ar-H2-H2O mixture has also been studied. A model is needed to minimize energy consumption by optimizing the process.We want to be able to predict the flow of silicon from the reactive surface (oxidation speed), the flow of boron from the surface (to have the purification speed) and the passivation threshold. For a given setting, the passivation threshold is the limit oxydant partial pressure at injection beyond which a passivating silica layer appears on the surface of the liquid silicon, which interrupts the purification. In order to minimize the energy consumption, and for that matter , in order to speed up the process, we want to inject oxydant in a quantity just below the passivation threshold.Previous studies have shown that the limiting factor for the oxidation and purification speed is the transport of oxidant in the gas phase. That's why we have made a 1D reactive-diffusive model at thermodynamical equilibrium of the gaseous boundary layer. According to this model the effect of the formation of silica aerosols is to divide by two the flow of oxydant towards the surface, which is useful for the simplification of CFD simulations. This effect of the formation of silica aerosols on oxidant flows can also be found without the hypothesis of thermodynamical equilibrium of silica aerosols with the gas phase, as confirmed by simulations and experiments.Regarding the estimation of the purification speed, we have selected the most realistic values of the enthalpy of formation of HBO(g) and of the activity coefficient of boron in liquid silicon.We could get good estimates of the purification speed at different temperatures and levels of oxidant concentrations at injection, by using the selected thermodynamical values and by supposing that the surface reaction products HBO(g) and SiO(g) diffuse similarly. A reason for this similar diffusion of SiO(g) and HBO(g) might be a common and simultaneous precipitation , due to specific dynamics of nucleation and growth that need to be investigated further. Those results for cold gas processed could also be obtained for a plasma experiment.However for the plasma experiment, silica aerosols can be formed only in a very thin layer near the surface and this result needs confirmation from other experiments.Temperature measurement and control for electromagnetically levitating liquid silicon under a flow of oxidant were achieved. With more time, quantitative results could be achieved to measure thermodynamical data on impurities without contaminations.Regarding the prediction of the passivation threshold, we justified a thermodynamical equilibrium at surface of SiO(g) with Si(l) and SiO2(s/l) at passivation threshold with the spreading of silica particles over the liquid silicon surface with the stirring. We show that the passivation layer is compatible with silica aerosols only if those aerosols are not in equilibrium with the gas phase. Therefore the kinetics of formation of silica aerosols should be studied further. A previous empirical formula on the prediction of the passivation threshold for experiments where H2O is the oxidant has been confirmed using our CFD model. A passivation experiment has shown the absence of impact of silica aerosols on oxidant transport when the oxidant is O2
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Ndzogha, Cyrille. "Etudes des phénomènes d’échange dans la purification du silicium par plasma et induction." Grenoble INPG, 2005. https://theses.hal.science/tel-01340596.

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Abstract:
Ce travail de thèse porte sur un procédé plasma de purification de silicium pour usages photovoltaïque. Il est appliqué à deux types de matériaux : du silicium d’origine métallurgique et des produits de recyclage des boues de sciage des lingots et des plaquettes de la filière photovoltaïque. Les boues de sciage des plaquettes sont essentiellement constituées de liquide de coupe, de particules de SiC (abrasif), de microparticules de silicium et de microparticules de fer provenant du fil de découpe. Le silicium de ces boues est un silicium de haute pureté, qui est déjà de qualité photovoltaïque. Il peut représenter jusqu’`a 60 % du poids initial du lingot. Le procédé objet du projet comporte une phase de séparation du SiC par centrifugation, suivi d’une phase d’élimination chimique du fer, puis d’un traitement par plasma réactif pour l’élimination du SiC résiduel. Ce travail porte sur cette dernière phase. Un traitement plus complexe que celui initialement prévu a été rendu nécessaire par l’existence dans les boues de sciage de particules de SiC provenant du bris des grains de l’abrasif initial. La séparation du SiC étant incomplète, le traitement par plasma a dû éliminer des quantités beaucoup plus importantes qu’initialement prévu. Cela a nécessité une modification importante du procédé initial, et la mise au point de phase de pré-traitement destiné à rendre exploitable par le plasma le produit issu de la séparation. Ce travail combine études théoriques, modélisations numériques et expérimentation. La modélisation thermodynamique permet de déterminer les meilleures conditions d’élimination des polluants (gaz réactifs adaptés, débits, températures, pressions) tandis que la modélisation du brassage électromagnétique mesure l’efficacité du renouvellement de la surface du bain liquide au cours du traitement
This thesis focuses on a plasma process of purification of silicon for photovoltaic applications. It is applied to two types of materials: metallurgical silicon and recycling products from sawing sludge ingots and from wafers of photovoltaic industry. Platelet sawing sludge consist mainly of cutting fluid, SiC particles (abrasive), silicon microparticles and iron micro-particles from the cutting wire. Silicon sludge is a high-purity silicon, which is already of photovoltaic quality. It can represent 60% of the original weight of the ingot. The present process comprises a SiC phase separation by centrifugation, followed by chemical elimination phase of the iron, then a reactive plasma treatment for removing residual SiC. This work deals with this last phase. A more complex treatment than originally planned was made necessary by the existence in the SiC particles of sawing sludge from the initial breaking of the abrasive grains. Separation of SiC is incomplete, the plasma treatment had to remove much larger quantities than originally planned. This required a significant modification of the original process, and the setting of a pre-treatment phase point intended to make it usable by the product of the plasma separation. This work combines theoretical studies, numerical modeling and experimentation. Thermodynamic modeling to determine the best conditions for the removal of pollutants (adapted reactive gases, flow rates, temperatures, pressures) whereas modeling the electromagnetic measurement brewing efficiency renewing the surface of the liquid bath during treatment
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De, Sousa Matthias. "Contribution à la purification des déchets de silicium solaire oxydé à l'aide d'un procédé assisté par plasma thermique." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0033/document.

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Abstract:
La découpe de wafers génère des quantités importantes de déchets de silicium de grade solaire qui ne sont pas revalorisés actuellement à cause de la contamination lors du procédé de découpe. Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur l’étude de la purification de déchets de silicium solaire à l’aide d’un procédé assisté par une torche à plasma d’arc non transféré. Cette étude a été menée selon une double approche numérique et expérimentale. Les calculs numériques ont été réalisés à l’aide d’un code de calcul de mécanique des fluides. Ils sont utilisés pour dimensionner la configuration expérimentale et pour comprendre l’influence des paramètres opératoires sur l’écoulement gazeux et le traitement des particules. L’étude expérimentale a consisté à ’injecter des déchets pulvérulents de silicium (sciures de silicium, poudre de concassage) dans un jet de plasma sous atmosphère contrôlée puis à les collecter dans un creuset chaud. La désoxydation et la décarburation de déchets de silicium, notamment de la sciure issue de la découpe des wafers, a été mise en évidence à l’aide du procédé développé. Toutefois, l’élimination des impuretés métalliques dans les sciures de silicium n’a pas été démontrée lors de cette étude. Les résultats expérimentaux et numériques ont mis en évidence que la désoxydation est améliorée avec un jet de plasma lent ainsi qu’avec une teneur en air résiduelle limitée dans la zone de traitement. La carboréduction de la silice ainsi que la volatilisation de la silice par oxydation du silicium semblent être les deux mécanismes de purification mis en jeu lors du procédé
Wafer manufacturing produces large amounts of solar-grade silicon waste that is not currently recovered because of its contamination during the slicing process. This work deals with the purification of silicon waste using a non-transferred arc plasma process. It was carried out by using a double approach combining numerical simulations and experiments. The former were done using a computational fluid dynamics (CFD) code and made it to size the experimental configuration and understand the effect of process parameters on gas flow fields and powder treatment. The experimental study consisted in injecting powdered silicon waste (sawdust silicon, crushed powder) into the plasma jet under controlled atmosphere and collecting the treated material in a hot crucible. Decarburization and deoxidation of silicon waste, including sawdust resulting from wafer slicing, was achieved by the developed method. However, the removal of metal impurities in silicon sawdust was not demonstrated in this study. The experimental and numerical results showed that deoxidation was improved with a low-velocity plasma jet and limited air content in the area of treatment. Silica carboreduction and silica volatilization by silicon oxidation seemed to be the two mechanisms involved in the purification process
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Rousseau, Sylvain. "Développement du procédé de purification du silicium par plasma thermique RF : mécanisme d’élimination des impuretés : effet simultané de la polarisation électrique du silicium liquide et de la composition du plasma." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066547.

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Abstract:
L’objectif de ce travail est le développement d’un procédé de purification du silicium métallurgique par plasma thermique avec polarisation du silicium fondu, dans le but d’augmenter les cinétiques d’élimination des impuretés. Nous avons étudié l’effet simultané de la polarisation et de la composition du plasma sur les processus d’élimination des impuretés. Le suivi en ligne de la purification est effectué par Spectroscopie Optique d’Emission, ce qui permet de comprendre les processus de transfert de matière entre le silicium et le plasma. La composition avant et après traitement des échantillons de silicium, est quant à elle déterminée par LIBS et ICP. Ces trois méthodes basées sur la spectroscopie d’émission ont permis d’établir le rôle de la polarisation et de la composition du plasma sur l’élimination des impuretés. Ainsi, nous avons montré que les cinétiques d’élimination des impuretés métalliques étaient améliorées par l’application d’un potentiel anodique sur l’échantillon avec un traitement sous plasma composé de préférence d’argon pur exclusivement. En revanche, le potentiel électrique n’influe pas de façon sensible sur les cinétiques d’élimination du bore. Seule l’introduction simultanée d’hydrogène et d’oxygène permet de l’augmenter significativement. Par ailleurs, les analyses d’exodiffusion du deutérium ont permis de montrer l’effet du potentiel électrique sur le dopage du silicium par l’hydrogène. L’étude de l’interaction des impuretés avec leur environnement nous conduit à proposer un mécanisme chimique et électrochimique d’élimination des impuretés du bain de silicium fondu.
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Apostolidou, Eleni. "Etude des transferts de chaleur et de matiere lors de la purification du silicium par fusion sous plasma thermique reactif : caracterisation physicochimique du silicium photovoltaique elabore." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066173.

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Patatut, Loïc. "Développement d'un dispositif de LIBS pour l'analyse quantitative en ligne des procédés de purification du silicium fondu." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI100/document.

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Abstract:
L’objectif de ce travail de thèse a été de développer et de valider une méthode d’analyse quantitative du silicium liquide par la technique LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy). Pour cela, le dispositif utilisé consiste en une mesure intrusive sur la surface de bulles gazeuses, générées au cœur du métal fondu par soufflage d’un gaz inerte au travers d’un tube. Dans un premier temps, les conditions d’acquisition du signal ont été optimisées pour permettre la répétabilité et la reproductibilité du signal LIBS en dépit des fluctuations paramétriques induites par le bullage. Dans un second temps, les paramètres expérimentaux affectant les propriétés physiques des plasmas produits ont été évalués pour maximiser la sensibilité de la mesure et réduire les limites de détection. Les deux paramètres clefs qui ont été identifiés sont la densité de puissance apportées par l’impulsion laser et la nature du gaz de bullage : l’intensité du signal et donc le nombre d’émetteurs dans les plasmas sont favorisés par les hautes énergies laser et par une atmosphère d’argon plutôt que d’hélium. Le diagnostic spectroscopique des plasmas générés en fonction de ces paramètres a permis de montrer qu’ils n’ont pas d’effet significatif sur la température des électrons, des ions et des espèces neutres. L’augmentation de masse ablatée par le laser et la modification des conditions de relaxation du plasma par le milieu ambiant sont les mécanismes majoritaires à considérer. Finalement un modèle d’analyse quantitatif a été construit dans les conditions optimisées pour les impuretés B, Al, Fe, Cu et Ti du silicium. Il permet d’atteindre des limites de détection qui vont de quelques ppmw pour les éléments B, Fe et Al jusqu’à moins de 0,5 ppmw pour le Cu et le Ti. Les concentrations prédites par LIBS présentent un très bon accord avec celles déterminées par une méthode ex-situ conventionnelle, l’ICP-OES, avec des écarts relatifs inférieurs en moyenne à 10 %. Ceci démontre l’intérêt de la technique LIBS pour contrôler in-situ et en temps réel un procédé d’élaboration du silicium photovoltaïque
The aim of this PhD research work was to develop and to validate a quantitative method to measure the composition of molten silicon by Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). The device used consists in an intrusive measurement on the surface of gas bubbles which are produced by blowing an inert gas through a pipe inserted into the melt. First, the signal acquisition conditions were optimized to ensure LIBS signal repeatability and reproducibility to overcome experimental fluctuations due to the bubbling. Second, the experimental parameters affecting plasma physics were evaluated to maximize the measurement sensitivity and to lower the limits of detection. The two key parameters identified are the laser power density and the ambient gas: the signal intensity and then the number of emitters inside the plasma are promoted by higher laser energy and an Ar atmosphere rather than a He one. The plasma spectroscopic diagnosis as a function of these parameters showed that they don’t have significant effect on the temperature of electrons, ions and neutral species. The only mechanisms to be considered are then the increase of the mass ablated by the laser and the modification of the plasma relaxation conditions by the ambient atmosphere. Third, calibration curves were established for B, Al, Fe, Cu and Ti impurities under the optimized conditions. Limits of detections from few ppmw for B, Fe and Al to less than 0,5 ppmw for Ti and Cu have been achieved. The predicted concentrations by LIBS are in very good agreement with the ones measured by the conventional ex-situ method, ICP-OES. The mean relative discrepancy is lower than 10 %. These results demonstrate the LIBS benefits for in-situ and in-line monitoring of photovoltaic silicon production processes
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Apostolidou, Eleni. "Etude des transferts de chaleur et de matière lors de la purification du silicium par fusion sous plasma thermique réactif, caractérisation physico-chimique du silicium photovoltaique élaboré." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375954878.

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"are purified lipid contents and others are not, and the puri-(Paspalum scrobiculatum), and barnyard (Echinocloa fied lipid content depends on the purification method. colona). Sridhar and Lakshminarayana [32] also reported Starch lipids (SL) are those bound to starch, and they FL contents of 5.0, 5.6, and 2.2% for Proso, Foxtail, and are the most difficult to extract. Since true SL are present Finger millet, respectively. Taira [45] found slightly high-inside the starch granules, even a very polar solvent such er average FL (ether extraction) contents for glutinous as WSB cannot extract them at ambient temperature. Effi-foxtail millet (4.2-5.1%, average 4.7% of 21 samples) cient extraction of SL requires mixtures of hot aqueous al-than for nonglutinous foxtail millet (4.0-4.7%, average cohol in proportions optimized for controlled swelling of 4.4% of 31 samples). Among millet, pearl millet contains the starch granules and solubilization of the lipids [25]. the most FL. The best solvents are n-propanol or isopropanol with water Lipid contents of rice in Table 2 were cited by Morrison (3:1, by volume) used under nitrogen at 100°C. However, [3] using the data of Nechaev and Sandler [2]. Taira and some n-butanol—water and methanol-water mixtures also Chang [46] reported that the average nonglutinous brown are reasonably efficient extraction solvents at 100°C [25]. rice FL (ether extraction) contents of 20 varieties each of Recently, a third lipid category was introduced. Starch sur-Indica and Japonica types were 2.7% (2.38-2.91%) and face lipids (SSL) are portions of the nonstarch lipids 2.9% (2.54-3.58%), respectively. More recently, Taira et (NSL), which become firmly absorbed onto or into starch al. [47] reported the average FL contents of 15 nongluti-granules during the separation of pure starch [24]. nous varieties as 2.5% (2.24-2.97%) for Indica, 2.5% Lipids are minor components of the cereal grains shown (2.12-2.94%) for Japonica, 2.7% (2.35-3.03%) for Sinica, in Table 2. Data in this table, expressed on a dry basis, and 2.6% (2.11-2.99%) for Japonica types. were calculated from reported values [3,16,26-41]. Also, some BL or TL contents were calculated by subtracting FL from TL or by adding FL to BL, depending on the avail-B. Nonstarch Lipid Classes of Grains ability of data. The FL contents range from 1.5 to 2% of Lipids can be separated into three broad classes by open-the kernel weights of barley, rice, rye, triticale, and wheat column silicic acid chromatography. Nonpolar lipids (NL) grains. They range from 3 to 7% of the kernel weights of are first eluted by chloroform, glycolipids (GL) are eluted oats, millet, corn, and sorghum. However, BL contents in next by acetone, and phospholipids (PL) are eluted last grains are more uniform than FL contents. Therefore, the with methanol. Mixtures of GL and PL are polar lipids FL:BL ratio is substantially higher for corn, millet, oats, (PoL). After NL elution from a silicic acid column, PoL and sorghum than for rye, triticale, and wheat grains. The can be eluted with methanol without the GL elution step. FL:BL ratios for barley and rice are intermediate. Lipids can also be separated into various classes by thin-High oil-containing grains such as corn are continuous-layer chromatography (TLC) using different development ly bred for higher oil content with improved production solvent systems. Each individual lipid class migrates dif-yield. Application of wide-line NMR spectroscopy for ferently on the thin-layer plate, and the difference in mi-nondestructive analysis of the oil content in single corn gration rates makes it possible to separate complex lipids kernels made selection for higher oil content more efficient into classes. The NL consists of SE, TG, DG, MG, and [42]. Corn hybrids with 6-8.5% oil content and grain FFA (see Table 1). The total NL content is obtained by yields equal to those of good commercial hybrids were adding these NL class contents as measured by densitome-produced [43]. try. Thus, the NL content of samples may differ, to some Several kinds of millet exist, and the lipid data in the extent, depending on methodology used (column separa-literature are confusing. Rooney compared the FL (ether tion or TLC separation). extraction) contents of several types of millet in a review The data [1,13,27,29,32,36-38,40,48-58] shown in paper [16]. The average FL contents of pearl millet (Pen-Table 3 may be used for only approximate comparison of nisetum typhoids) were 5.1% (4.1-5.6%, 14 samples), the NL content from different grains because some were 5.4% (2.8-8.0%, 167 samples, [44]), 5.6% (4.3-7.1%, 40 obtained by column chromatography and some by TLC. samples), and 6.2% (4.2-7.4%, 35 samples) [16]. Other All cereal grain lipids are richer in NL than in other class-reported average FL contents were 4.8% (4.6-5.0%, 6 es: 60-70% of the TL are NL in wheat (hexaploid), triti-samples) for foxtail millet (Setaria Italica), 5.8% cale, and rye; 65-80% for barley and oat groats; 77-87% (5.5-6.3%, 6 samples) for Japanese millet (Echinochloa for sorghum and rice; and 75-96% for corn and millet crusgalli), and 4.2% (3.8-4.9%, 20 samples) for proso (Pennisetum americanum). Sridhar and Lakshminarayana millet (Panicum miliaceum) [16]. Sridhar and Lakshmi-[32] reported 82, 80, and 79% of NL for Foxtail, Proso, narayana [30] reported a FL content range of 3.4-5.7% for and Finger millet, respectively. There are significant vari-small millet, including little (Panicum sumatrense), kodo etal effects on the NL/PoL ratio for corn and millet (P." In Handbook of Cereal Science and Technology, Revised and Expanded, 434. CRC Press, 2000. http://dx.doi.org/10.1201/9781420027228-43.

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