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赛默飞色谱与质谱

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使用三重四极杆电感耦合等离子体质谱仪分析光伏级硅

2024/10/21 16:36

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应用领域：

材料

发布时间：

2024/10/21

检测样品：

能源材料

检测项目：

光伏级硅

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参考标准：

无

方案摘要：

证实三重四极杆电感耦合等离子体质谱仪可以稳健、可靠地测定光伏级硅样本中的宏量元素和痕量元素。

产品配置单：

分析仪器

Thermo Scientific iCAP MTX 电感耦合等离子体质谱仪

型号： iCAP MTX电感耦合等离子体质谱

产地：德国

品牌：赛默飞

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方案详情：

开发可再生能源和低碳能源对于解决与碳排放和气候变化相关的全球性问题至关重要。在保证能源供应稳定可靠的同时实现二氧化碳减排的一项关键技术就是太阳能光伏技术。光伏技术将太阳光能转化为电能，实现了的零排放，并增强了能源安全。此外，硅是光伏太阳能电池的主要材料，而地球上的硅资源丰富，这使得太阳能光伏发电切实可行，并让太阳能成为了电力的主要来源，同时也符合向使用气候友好型能源资源转型的趋势。

然而，我们不得不承认的是，太阳能光伏发电也存在一些缺点，比如，设备容易损坏、高度依赖阳光而且成本很高。要想解决这些问题，关键是要集中精力开发创新解决方案，提高太阳能板的耐用性和能源效率，防止设备老化。

光伏电池通常由型和型太阳能硅片组成。型太阳能电池额外掺入了磷，磷的电子数比硅多一个；而型太阳能电池额外掺入了硼，硼的电子数比硅少一个。光伏电池的性能和生产成本受到这两种材料特性的影响。因此，在开发太阳能光伏技术的过程中，必须仔细检测磷（以及其他杂质）的浓度，从而提高能源效率并缩减成本。电感耦合等离子体质谱仪具备极高的灵敏度，只需要少量的样本即可完成准确测定，而且样本通量高，即使是对要求最严格的样本类型，也能进行稳健可靠的分析。然而，众所周知，分析硅含量较高的样本对来说是一种挑战。大量硅基体会严重影响仪器的灵敏度，导致内标的强度波动（抑制和漂移），并且由于接口锥、炬管、中心管和雾化器的阻塞而导致不必要的停机，从而增加了系统维护的工作量。此外，需要使用氢氟酸消解或溶解样本，除非使用耐氢氟酸腐蚀的材料，否则会损坏雾化器、雾化室和中心管等玻璃器皿。

如果基体中的硅含量较高，基体中的部分元素可能更难检测。例如，磷不仅受到大量、多原子离子的干扰，而且还受到基体造成的多原子离子干扰的影响（会干扰）。即使是单四极杆电感耦合等离子体质谱仪常用的功能强大的干扰消除技术，如动能歧视模式，也无法完全解决这类干扰问题。然而，反应气体可用于消除干扰，因此可以使用三重四极杆检测该类型样品中磷的浓度。

本应用文档重点介绍了使用电感耦合等离子体质谱仪以及氩气稀释技术快速、稳健、准确地测定光伏级硅中的宏量和痕量元素。三重四极杆具备出色的干扰消除能力，可以轻松分析硅基体样本中的磷元素，包括超痕量水平的磷元素。

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