硅业副产物四氯化硅在离子液体中溶解—电沉积的研究

李晓^1,2，张承龙^1,2，巫亮³，马恩^1,2，王瑞雪^1,2，苑文仪^1,2，白建峰^1,2，王景伟^1,2

1. 上海第二工业大学资源循环科学与工程中心2. 上海电子废弃物资源化协同创新中心3. 上海大学理学院物理系

摘 要：研究多晶硅工业的主要副产品四氯化硅（SiCl₄）在离子液体中的溶解、电沉积过程。结果表明,SiCl₄在离子液体中的溶解度随温度升高而降低,离子液体的导电率随温度升高而增加。在阴离子为[TNf₂]的情况下,阳离子为[N₁₁₁₄]的季铵盐类离子液体比咪唑类[Bmim]离子液体具有更好的SiCl₄溶解度和导电性。SiCl₄在季铵盐类离子液体的溶解度随烷基主链长度增加而增大,随侧链长度增加而降低。[N₁₁₁₄][TNf₂]和SiCl₄之间形成C-Cl、Si-O和C-Si键,在[N₁₁₁₄][TNf₂]-SiCl₄体系中S_i⁴⁺的还原电位为-2.2V。在温度25℃、SiCl₄浓度0.3mol/L、电流密度20A/m²、电解时间2h的条件下可电沉积得到较为致密的硅薄膜,呈球形颗粒状分布。

关键词：四氯化硅;离子液体;溶解;电沉积;