《治金法制备太阳能级多晶硅技术发展动态18619》由会员分享，可在线阅读，更多相关《治金法制备太阳能级多晶硅技术发展动态18619（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、治金法制备太阳能级多晶硅技术发展动态治金法制备太阳能级多晶硅技术发展动态 1861918619pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。瓜应用科技冶金 法制备太 阳能级 多晶硅 技术 发 展 动 态马文会昆 明 理 工 大 学真 空 冶 金 国 家 工 程 实验 室 云 南 昆 明,太 阳 能 发 电具 有 充 分 的 清 洁 性 绝 对 的 安 全 性 资 源 的相对 广泛 性 和 充 足性 长 寿命 性 以 及 免维 护性 等其 它 常、规能 源所 不 具 备 的优点 世 界 光 伏 产业 以 每年 增长 率保 持着 高速 发 展, ,。以
2、上 的年 总 产量 超过。,成为世 界 新能 源 领 域 开 发 利, ,可 的 用 的一 大亮点 且 发 展 潜 力 较 大 我 国 再生 能 源法 实施 促进 了我 国 太 阳 电池的发 展国。,年我 国太 阳 电池 产量 达,不 包 括 台湾以成为 世 界 第 一 大 生 产,此 外 国 家也 提 出 到年太 阳 能发 电将 达 到,的 目标 为我 国 太 阳 电。池 行业 的快速 健 康 发展 提供 了 巨 大的市场 空 间硅 材料 仍是太 阳 电池 最重 要 的转换材料 特别 是 晶体 硅 太 阳 能 电 池如 果 考虑单 晶硅 多晶硅 和 带 硅 电池,、,年 晶 体硅 电 池 所
3、 占 比 例 约万,。中 国 工 程 院咨询万项 目组 专 家根 据广 泛 调研 后 预 计 到年 世界 太 阳 能 发 电 大 概 占到 世 界总 能 源 的 年达 到万,需 要 太 阳 能 级 多 晶硅需 要 太 阳 能 级 多晶硅。,年 达到,则需 要 太 阳 能级 多 晶硅,目前 国 际 上 多 晶硅 生 产技术 主要 有改 良西 门子 法 和硅 烷 法改 良西 门子 法 产,量 约 占世 界总 产 量 的一 直 被 美 国 日 本 和 德 国 几 家 大公 司垄 断 对 我 国实行技,、术封锁。虽 然 我 国相 关 企 业 在节能减排方 面 取 得 了 显 著 成效 但 生 产 的核
4、 心 技 术 还,未完 全 掌 握 导 致 还 原 反 应产 出率 只 有, ,一,每公斤多晶硅 耗 电 约、。此法 生 产 成 本高 且 投 资 大 建设 周 期 长 是 一 个 典 型 的 技 术 资金 和 人 才密集 型 的 生产技术。硅 烷法 的能 耗低 但存在爆炸潜在 危 险,。年 我 国 多 晶硅 产 量 达,而 市场需 求 约为,多 晶硅 材料缺 口 高达,国 内涌 现 出 一 股 投 资多晶硅 的。,热潮 据 不 完全 统 计 目前 我 国 有 近,家公 司 投 资建 设 生 产线 由于 技术 人 才 缺 乏成本缺 乏 竞争 力 产 品检验手段 缺 乏 导 致我 国 多 晶硅
5、企业 竞争 力 不 足叽受 世 界金 融危 机 的影 响, ,尽 管预计科学意 义 和 广 阔 的 应 用 前景。年我 国太 阳 电池产量 将超 过 但 硅 零售 价 已 由斜加瓜 跌 到,国 内外都 非 常 重 视 冶 金 法 直接 制备太 阳 能 级 多 晶硅新 技 术 的研 究 并 积极 推 向产业 化应 用 国 内从 事冶金 法 制备 多 晶硅 材料 主要 科研 院校有 昆明 理 工 大学 大、,因此 开 发 我 国 拥 有 自主 知 识 产。权 的 多 晶 硅 生 产技 术 成本 力, ,进 一 步 降低 生 产提高 我 国多 晶 硅 企 业 的 国 际 竞争对 我 国 多 晶 硅
6、技术 的 自主 创 新 及连 理 工 大学 厦 门大学 河 北 工 业 大学 等主要 企 业 有 福 建南 安 三 晶、 、,冶金 法 等 多 晶 硅 制 备 新方法是 一 个,河 南迅 天 宇、机遇上 海普 罗 新能 源 辽 宁锦 州新世 纪 玻 璃 有太 阳 能 电池 行 业 的 健 康 发 展 具 有 重 要 的限 公 司 等 并取得 了可 喜 的研 究 成 效,应 用 科技年,月, 日第七卷第期等重 点 对 近 年 来 化 学 和 冶 金路线制备 太 阳 能 级 多 晶 硅 技 术 进 行 了评述,也 采 用 酸浸 然 后 在 反 应 性 气 体 氢 气,、成 其使 用 寿命 约 度
7、来说品, ,年 光 纤 的 生 产过。,水蒸 气,中熔 化,以 除去 其 中 的 一 些 杂,程 中还 存 在很 大 量 的 次 品从 另 一 个角并 认 为冶 金 法 在能 源 消耗方 面 具 有,质 最 后 采 用 真 空 和 定 向凝 固 的方 法 已达 到 除 杂 的 效果。目前 使 用 过 的 光 纤 和 生 产 过 程很 大潜力 只 为 传 统 西 门子 路 线 的习。公 司 工 艺将 金,中的 次 品 将 成 为 一 种 具 有 危 险性 的 废导致 高纯 度 二 氧化 硅 资 源 和 潜 在 的,利用 类似 于 金属 冶炼 提 纯 的 一 整 套 方 法属 硅 破 碎 后 进
8、行 酸浸然 后 采 用 定 向凝,来提纯 制备多 晶硅 的方法 统 称为冶金法,固 等方 法 处 理 硅 中的杂 质计划 于高能 量 的 浪费坏。同 时造 成 了 对 环 境 的破根 据 国外 的 目标 要 求 所 生 产 的 产 品、年进 行 中试 ,利 用 高 纯 化 学试 剂 还 原 制 备 太 阳 能课 题组 与 日本 东京大学 进 行 国 际 合共 同开 发 处 理 具 有 很 大潜 在 使 用 价。中碳 氧 杂质含 量应 在 杂 质 含量 应 在量 应在一 种 方法, ,以下 硼 磷 以下 金属杂质含,、作,以下。冶 金 法 不 是仅仅 的、 、级 多晶硅值 的废 旧 光纤 和 次
9、 品光纤 制 备 太 阳 能 级 等叫 报 道 了公司的浸 因此 碳,多 晶硅 新技术 纤 次 品 为原 料 较 好 的效果,该 技术 以 废 旧 光 纤 和 光 利 用 等离 子 体 热 还 原 与,而 是 一 整 套方 法 的 组 合或集、 、,成 如 吹 气 精炼技 术 造 渣 精炼 技 术 湿法 冶金 技术 定 向凝 固 精炼 技 术 等离 子碳 热还 原 工 艺,将高 纯 石 英 砂 制 团后 用,压 块 的碳 黑 进 行 还 原碳 黑用 热。,分离技术 来 制备 高 纯 太 阳 能 硅收到了。体 氧化 精炼技 术 真 空 蒸 发 精炼 技 术 电化 学 冶 炼技术、出 过 其 纯
10、度 和 氧化 硅 相 当 因 为在 电 弧炉 中大 约为解 决 目前 太 阳 能 级 多 晶等离 子 化 学 反 应 提 纯 技。的碳 是 来 自电极,硅 短 缺 问题找 到 了一 个很 好 的 思 路问术等。该方 法 的 主 要 特 点 是 元 素硅 在提中 的有效 杂质 含 量 要 高 一 些 尽 管如 此杂 质 的 含 量 得 到 了 大 幅 度 的 降低已 经 在 理 论 上 取 得 了一 些 进 展。, ,熔 融 电解 法 制 备太 阳 能级 多 晶硅 年 日本 京 都 大学 的 伊藤教授 课题 组 在自然材料 志 上 发表 了 利 用 熔 杂 盐 电 解 法 低 温 制 备硅 新
11、工 艺 和一,。纯过程 中保持 原 有状 态他们但是 目由冶 金 级硅 直 接 提 纯 制 备太 阳 能 级前存 在 的 主要 问 题 就是碳 的 纯 度 得 不 到,该 研 究在,多晶 硅日本 的保 证 碳 黑 的来 源 比较 困难 主要 从 天 然公 司 在 日本以冶,一熔融盐体系气 中分 解 得 到 其 成本 比 较 高 到 目前为止 还 没 有得 到很 好 的应 用。,中 都 能实 现和 的研 究,其 电解 温 度 分 别 为的 资助 下 提 出 了 以 下 工 艺金 级硅 为 原 料 纯网。,和 并 获 得 了 少 量 的硅 产 品 后 来分两 个 步 骤 对 其进 行 提在德 国,
12、。公 司将 石 英、该 研 究 小 组 对 该新 工 艺 开 展 了 深 人 系统,第 一 阶段 在 电子 束 炉 中采 用 真 空。砂 进行 铝 热 还 原 用 这 种新 的 半 连续 的工 艺 能得 到 比通 常冶 金 级 硅 纯 度 高 的目前实 验 规 模 已 达 到公 斤 级 水一蒸发 及 定 向凝 固法 除磷 和 初 步 除 去 金 属 杂质 第 二 阶 段 在 等 离 子 体熔炼 炉 中。, , ,平切。韩 国 的 玩 等研 究 了 在硅。它具 有 较 低 的硼 碳 含 量 然 后 将 其、,熔 融 盐 体 系 中将 硅 粉 末 制 备高 纯 度 硅 新工艺,采用氧化 气氛除 去
13、 硼 和 碳熔化 后 的硅,进 行 破 碎 酸 洗 和 液 一 气 萃取 这 种 材 料,与 日本 开 发 技术 相 比 由 于 机 理 不。采 用定 向凝 固法 冷却。在凝 固 的过 程 中可 供 太 阳 电池 使用同 更具 有扩大试 验研究 的 潜力。国内除去 金 属 杂质 在 两 步定 向凝 固 过 程 中出来极性。此外,采 用 高 纯 金 属 还 原 硅 的 卤化目前 许 多。最 近 在此 方 面 也 开 展 了 相 关 的研 究工金属 杂质在 经 过 固 液 分 界 面 上 直接凝 固物 也 是 一 条 比 较 理 想 的途 径 学 者对 这 方 面 关 注 比较 多作 如武 汉 大
14、学 等,。产 出的太 阳 能 级 多 晶硅 显 示 了 其 电阻 系数 保 持 在,他 们采 用 不利 用 铝一 硅 熔体 低 温 凝 固 精 炼 制 备太 阳 能 级 多晶硅日 本 东京 大 学 的 森 田 一 树 教授 提 出,一。同的 高 纯 还 原 剂 还 原 硅 的 卤化 物 从 而 得 到纯 度 比较 高 的太 阳 能级 多 晶硅 真 空 冶 金 法 制 备太 阳 能 级 多 晶 硅昆 明 理 工 大 学 根 据 冶 金 级 硅 中杂 质日本东京 大 学 的 森 田 一 树 教授 针 对 该 工艺不 足热力学 研 究 发 现 在 工 业 硅 冷 凝一 一过 程 中如 果 添 加 钙
15、 有利 于 金 属 硅 中 铁 和 钦形成可 溶性 的和一 一了根 据,一,合 金 在 一 定条件 下 可 形 成,低 温 熔 体 从 而 降低 硅 精 炼 温 度 利 用 硅和 铝废 料采 用 低 温 熔 体 凝 固法 制 备 太 阳合金杂质,采 用 酸 浸 处 理 可 去 除 大量铁 和 钦同时 该 过 程 对 去 除 硼 和 磷 杂 质 也,分 布特 点 提 出 了 采 用 真 空 冶 金 技 术 集 成 真 空 干 燥 真 空 精炼 真 空 蒸 馏 真 空 脱气、 、 、 、,能 级 多 晶硅 材 料 性 研 究结 果,目前 已 经 取 得 了 阶 段,有 促 进 作用并提 出 了一
16、个 理 论上 可 行真 空 定 向凝 固 等 新 技 术 直 接 制 备。并 提 出 了 采用 这 种 方 法 制 并发现的新 工 艺叹此外,太 阳 能 级 多 晶硅,目前 硅 产 品 纯 度 达 到,备 太 阳能 级 多 晶硅 的原 则 流 程差异, ,。挪 威 和 德 国联 合 进 行 开 发研,同 时研 制 了 集 成 相 关 真 空 精,不 同的加热 方 式 对 硅 精炼 结 果 存 在 很 大究理,其 流程 为 先将 冶 金 级 硅 合 金 化 后 进然后 再进 行酸 浸及 精炼处,炼技术 的大 型 真 空 冶 金 装备 目前 正 在 开展 工 业 试 验研 究已 获 国 家 发 明 专利 代,行 固化处 理,由于 硅 在 不 同 晶 面 上 其热 膨 胀 系实 验 样 品 组 装 成 太 阳 能 电池 的 最 高并研 究 了材 料 的 电阻 与。,同 时 与 日本 东 京 大 学 合作 料 国 际 合 作研 究 室, ,建 立 了硅 材,数 不 同网 除 了 关 注 硅 材 料 纯 度外,在熔效率为开 展 深
