Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 244-248. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 244-248. Н аучная статья У Д К 546.62; 5 4 6 .8 3 1 .4 ; 546.05 d o i:1 0 .3 7 6 1 4 /2 9 4 9 -1 2 1 5 .2 0 2 3 .1 4 .2 .0 4 6 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА КРЕМНИЯ Андрей Викторович Суздальцев1, Тимофей Анатольевич Гевел2, Юлия Александровна Парасотченко3, Ольга Борисовна Павленко4, Сергей Иванович Жук5, Наталия Максимовна Леонова6, Анастасия Максимовна Леонова7, Леонид Вениаминович Горшков 8 1-8Уральский федеральный университет имени Первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия Автор, ответственный за переписку: Андрей Викторович Суздальцев, a.v.suzdaltsev@urfu.ru Аннотация Вы пол н ен кр а ткий ср а вн и те л ь ны й ана л из сущ е ств ую щ и х сп о со б о в эл е ктр о л и ти че ско го по л уче ни я крем ния. О тм е че ны п р е им ущ е ства и не д о ста тки и сп о л ьзуем ы х эл е ктр о л и то в на осно ве р а сп л а в л е н ны х солей и о р га н и че ски х р а ство р ите л е й. П оказано, что наиб ол ьш е е вн им а н и е у д е л е н о пр и н ц и п и а л ьн о й во зм ож н о сти эл е ктр о л и ти че ско го по л уче ни я кр ем ния п р е им ущ е стве нно из р а сп л аво в KC l — KF с д о б а вкам и K 2 S iF 6 и SiO 2 , а также из расплавов СаСІ 2 — CaO с добавками SiO 2 и C a S O Приведены результаты электроосаждения из м а л оф то р и д ны х систем на о сн о ве хл о р и д о в с д о б а вко й K 2 S iF 6 и пе р ечисл е ны зад ачи д л я д а л ь н е йш е го пр а ктиче ски о р и е н ти р о в а н н о го развития эл е ктр о хим и и крем ния. Ключевые слова: крем ний, эл е ктр о о саж д е н и е , р а сп л а в л е н ны е соли Благодарности: работа вы п о л н е н а в р ам ках со гл аш е н и я № 0 7 5 -0 3 -20 2 2 -01 1 о т 14 янва р я 2 0 2 2 г. (тем а F E U Z -2 0 2 0 -0 0 3 7 ). Для цитирования: С о вр ем ен но е со сто я н и е и на п р а вл е ни я ра звития в об л а сти эл е ктр о л и ти че ско го п р о и зво д ства кр ем ния / А. В. Суздальцев [и др.] // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 2 4 4 -2 4 8 . d o i:1 0 .3 7 6 1 4 /2 9 4 9 -1 2 1 5 .2 0 2 3 .1 4 .2 .0 4 6 O rig in a l a rticle CURRENT STATUS AND RECENT TRENDS IN THE ELECTROLYTIC PRODUCTION OF SILICON Andrey V. Suzdaltsev1, Timofey A. Gevel2, Yulia A. Parasotchenko3, Olga B. Pavlenko4, Sergey I. Zhuk5, Natalia M. Leonova6, Anastasia M. Leonova7, Leonid V. Gorshkov 8 1-8Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Yekaterinburg, Russia Corresponding author: Andrey V. Suzdaltsev, a.v.suzdaltsev@urfu.ru Abstract A b rief com parative analysis o f the existing m ethods o f electrolytic production o f silicon is made. The advantages and disadvantages o f the electrolytes used based on m olten salts and organic solvents are noted. It is shown that the greatest attention is paid to the principal possibility o f electrolytic production o f silicon m ainly from KCl — KF m elts with K 2 SiF 6 and S iO 2 additives, as w ell as from C aC h — CaO m elts w ith S iO 2 and CaSiO3 additives. The results o f electrodeposition from low fluoride system s based on chlorides w ith the addition o f K 2 S iF 6 are presented, and tasks for the further practically oriented developm ent o f silicon electrochem istry are listed. Keywords: silico n , e le ctro d e p o sitio n , m olten salts Acknowledgments: w o rk w a s p e rfo rm e d u n d e r th e a g re em e n t No 0 7 5 -0 3 -20 2 2 -01 1 dated by 14.01 .2 0 2 2 (to p ic F E U Z -2 0 2 0 -0 0 3 7 ). For citation: C u rre n t sta tu s and rece n t tre n d s in th e e le c tro ly tic p ro d u ctio n o f silico n / A. V. S u zd a ltse v [e t a l.] // T ra n sa ctio n s o f th e К о іа S cie n ce C e n tre o f RAS. S eries: E n g in e e ring S cie n ce s. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 2 4 4 -2 4 8 . d o i:1 0 .3 7 6 1 4 /2 9 4 9 -1 2 1 5 .2 0 2 3 .1 4 .2 .0 4 6 Введение Наряду с микроэлектроникой, кремний и материалы на его основе находят все большее применение для устройств преобразования и накопления энергии, при этом полноценное использование свойств кремния для этих целей ограничено морфологией используемого кремния. Так, степень преобразования солнечной энергии не превышает 2 0 % [ 1 ], а циклируемость литий-ионных источников тока с кремниевыми анодами ограничена деградацией микрокристаллического кремния и его контакта с токоподводом [ 2 ]. Для улучшения характеристик вышеуказанных устройств требуются микроразмерные пленки кремния © Суздальцев А. В., Гевел Т. А., Парасотченко Ю. А., Павленко О. Б., Жук С. И., Леонова Н. М., Леонова А. М., Горшков Л. В., 2023 244