Dépôt électrolytique et électroraffinage du silicium en milieux de fluorures fondus

par Anne-Laure Bieber

Thèse de doctorat en Génie des procédés et de l'environnement

Sous la direction de Laurent Massot.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Silicon electrodeposition and electrorefining in molten fluoride salts


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    L'accroissement continuel de la consommation d'énergie favorise le développement des énergies renouvelables, notamment le solaire photovoltaïque. Afin de diminuer le coût du kWh photovoltaïque, l'une des alternatives pourrait être le retraitement électrochimique des déchets concentrés en silicium permettant d'obtenir du silicium purifié. Le sujet de ce travail de thèse est d'évaluer la faisabilité de l'électroraffinage du silicium en milieux de fluorures fondus, notamment avec l'obtention d'un dépôt de silicium exempt de sel. L'étude électrochimique a montré que la concentration en ions Si(IV) évoluait au cours du temps après un ajout de soluté Na2SiF6 selon l'équation : SiF6+xx- = SiF4(g) + x F-. Pour limiter ce phénomène, différentes conditions opératoires ont été testées afin d'optimiser le dépôt de silicium. L'utilisation de la réaction d'équilibre entre les ions Si(IV) et l'espèce gazeuse SiF4 a permis de comparer les différents milieux entre eux et donc de choisir le bain le plus approprié au dépôt de silicium : l'eutectique NaF-KF. Ces résultats ont été mis en relation avec la notion plus fondamentale de fluoroacidité. Puis, l'influence du matériau cathodique et de la densité de courant sur la rugosité et l'adhérence du dépôt électrolytique de silicium a été mise en évidence dans une gamme de température de 800 à 900°C. Enfin, un alliage Si-Fe a été utilisé comme anode pour les expériences d'électroraffinage. L'utilisation du MEB a permis de mettre en évidence une dissolution sélective du silicium à l'anode. Des dosages du bain et du dépôt de silicium, par ICP-AES, ont permis de conclure respectivement que le fer ne se dissolvait pas dans le bain et ne se déposait pas à la cathode. Des dépôts de silicium d'une pureté supérieure à 99,9% ont été obtenus par électroraffinage avec des taux de récupération de 99%.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (181 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0271
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.