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Carbothermic reduction of silica in a microwave furnace for the production of solar-grade silicon / CHERIF Fillali 

Public ISBD Titre : Carbothermic reduction of silica in a microwave furnace for the production of solar-grade silicon Type de document : texte imprimé Auteurs : CHERIF Fillali, Auteur Année de publication : 2023-2024 Accompagnement : CD Langues : Anglais (eng) Catégories : Physique:Systèmes et matériaux Photovoltaïque Mots-clés : microwave furnace  carbon  silica  solar grade silicon  solar cells. four à micro-ondes  carbone  silice  silicium de qualité solaire  cellules solaires. Résumé : This thesis investigates the production of solar-grade silicon using microwave oven technology. It provides a detailed analysis of various methods for producing solar-grade silicon, the kinetics of silicon formation, and the application of microwave ovens. Detailed descriptions of the experimental setup and analysis techniques are included. The results illustrate the influence of insulators on microwave absorption, crucible positioning on heat distribution, temperature measurement methods in microwave heating, and the effects of pellet size and additives on the carbothermal reduction of silica. The study provides important insights into the direct carbothermal reduction method for producing solar-grade silicon using microwave ovens and provides a foundation for future research in this area. The research shows that silicon, which is required for solar cell manufacture, may be produced in a variety of ways, with carbothermic reduction of silica in electric arc furnaces being the most common in the silicon sector. This thesis presents an innovative method to manufacture solar-grade silicon using microwave furnaces. Pellets of various sizes were created by combining silica and carbon and binding them with water and polyvinyl alcohol. Raman spectroscopy detected peaks at 515 cm⁻¹ for silicon in polyvinyl alcohol pellets, 523 cm⁻¹, and 794 cm⁻¹ for silicon and silicon carbide in water pellets. The size of the pellet has significant effects on microwave energy absorption. Polyvinyl alcohol showed potential as a binder for silicon production in microwave furnaces. Cette thèse étudie la production de silicium de qualité solaire en utilisant la technologie des fours à micro-ondes. Il fournit une analyse détaillée de diverses méthodes pour produire du silicium de qualité solaire, la cinétique de la formation de silicium, et l’application des fours à micro-ondes. Des descriptions détaillées de la configuration expérimentale et des techniques d’analyse sont incluses. Les résultats illustrent l’influence des isolateurs sur l’absorption des micro-ondes, le positionnement des creusets sur la distribution de la chaleur, les méthodes de mesure de la température dans le chauffage par micro-ondes et les effets de la taille des granulés et des additifs sur la réduction carbothermique de la silice. L’étude fournit des informations importantes sur la méthode de réduction carbothermique directe pour la production de silicium de qualité solaire à l’aide de fours à micro-ondes et fournit une base pour les recherches futures dans ce domaine. La recherche montre que le silicium, qui est requis pour la fabrication de cellules solaires, peut être produit de diverses manières, la réduction carbothermique de la silice dans les fours à arc électrique étant la plus courante dans le secteur du silicium. Cette thèse présente une méthode innovante pour fabriquer du silicium de qualité solaire à l’aide de fours à micro-ondes. Des granulés de différentes tailles ont été créés en combinant la silice et le carbone et en les liant avec de l’eau et de l’alcool polyvinylique. La spectroscopie Raman a détecté des pics à 515 cm-¹ pour le silicium dans les pastilles d’alcool polyvinylique, 523 cm-¹, et 794 cm-¹ pour le silicium et le carbure de silicium dans les pastilles d’eau. La taille de la pastille a des effets significatifs sur l’absorption d’énergie par micro-ondes. L’alcool polyvinylique a montré un potentiel comme liant pour la production de silicium dans les fours à micro-ondes. Directeur de thèse : HAMZAOUI Saad Carbothermic reduction of silica in a microwave furnace for the production of solar-grade silicon [texte imprimé] / CHERIF Fillali, Auteur . - 2023-2024 . -  + CD. Langues : Anglais (eng) Catégories : Physique:Systèmes et matériaux Photovoltaïque Mots-clés : microwave furnace  carbon  silica  solar grade silicon  solar cells. four à micro-ondes  carbone  silice  silicium de qualité solaire  cellules solaires. Résumé : This thesis investigates the production of solar-grade silicon using microwave oven technology. It provides a detailed analysis of various methods for producing solar-grade silicon, the kinetics of silicon formation, and the application of microwave ovens. Detailed descriptions of the experimental setup and analysis techniques are included. The results illustrate the influence of insulators on microwave absorption, crucible positioning on heat distribution, temperature measurement methods in microwave heating, and the effects of pellet size and additives on the carbothermal reduction of silica. The study provides important insights into the direct carbothermal reduction method for producing solar-grade silicon using microwave ovens and provides a foundation for future research in this area. The research shows that silicon, which is required for solar cell manufacture, may be produced in a variety of ways, with carbothermic reduction of silica in electric arc furnaces being the most common in the silicon sector. This thesis presents an innovative method to manufacture solar-grade silicon using microwave furnaces. Pellets of various sizes were created by combining silica and carbon and binding them with water and polyvinyl alcohol. Raman spectroscopy detected peaks at 515 cm⁻¹ for silicon in polyvinyl alcohol pellets, 523 cm⁻¹, and 794 cm⁻¹ for silicon and silicon carbide in water pellets. The size of the pellet has significant effects on microwave energy absorption. Polyvinyl alcohol showed potential as a binder for silicon production in microwave furnaces. Cette thèse étudie la production de silicium de qualité solaire en utilisant la technologie des fours à micro-ondes. Il fournit une analyse détaillée de diverses méthodes pour produire du silicium de qualité solaire, la cinétique de la formation de silicium, et l’application des fours à micro-ondes. Des descriptions détaillées de la configuration expérimentale et des techniques d’analyse sont incluses. Les résultats illustrent l’influence des isolateurs sur l’absorption des micro-ondes, le positionnement des creusets sur la distribution de la chaleur, les méthodes de mesure de la température dans le chauffage par micro-ondes et les effets de la taille des granulés et des additifs sur la réduction carbothermique de la silice. L’étude fournit des informations importantes sur la méthode de réduction carbothermique directe pour la production de silicium de qualité solaire à l’aide de fours à micro-ondes et fournit une base pour les recherches futures dans ce domaine. La recherche montre que le silicium, qui est requis pour la fabrication de cellules solaires, peut être produit de diverses manières, la réduction carbothermique de la silice dans les fours à arc électrique étant la plus courante dans le secteur du silicium. Cette thèse présente une méthode innovante pour fabriquer du silicium de qualité solaire à l’aide de fours à micro-ondes. Des granulés de différentes tailles ont été créés en combinant la silice et le carbone et en les liant avec de l’eau et de l’alcool polyvinylique. La spectroscopie Raman a détecté des pics à 515 cm-¹ pour le silicium dans les pastilles d’alcool polyvinylique, 523 cm-¹, et 794 cm-¹ pour le silicium et le carbure de silicium dans les pastilles d’eau. La taille de la pastille a des effets significatifs sur l’absorption d’énergie par micro-ondes. L’alcool polyvinylique a montré un potentiel comme liant pour la production de silicium dans les fours à micro-ondes. Directeur de thèse : HAMZAOUI Saad

Exemplaires

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
9111	0-05-989	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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