西门子还原炉热量传递研究进展

硅基太阳能电池是解决能源危机的主要新能源,其主要基础材料多晶硅的主要生产工艺是改良西门子法,但是与硅烷法、冶金法相比,高能耗和高生产成本是影响其在多晶硅市场竞争力的主要因素.本文首先对国内外多晶硅产业发展现状进行了总结和分析,然后论述了西门子还原炉热量传递现象和西门子还原炉内硅棒的热电行为的研究现状.结果表明:增大硅棒半径、增大硅棒数、降低反应器壁辐射率可进一步改良西门子法制备多晶硅过程降低能耗和成本.直流电加热硅棒时,容易产生硅棒中心熔硅,甚至由于热应力的作用发生倒棒现象.应用交流电加热可解决这一问题,这是因为交流电的趋肤效应可降低多晶硅中心温度.因此,需进一步开展多晶硅CVD还原炉内热量传递现象和工业化西门子还原炉内硅棒电加热过程的热电行为研究,以进一步降低改良西门子法制备多晶硅的生产能耗和成本.     

高纯多晶硅

上海航天技术研究院所属内蒙古神舟硅业有限责任公司作为专业从事多晶硅及下游产品,以及副产品研发、制造和销售的高新技术企业,采用改良西门子法（即闭环式三氯氢硅氢还原法）工艺技术,主要生产电子级高纯多晶硅（纯度在9N以上）和太阳能级高纯多晶硅（纯度在6N左右）。改良西门子法是目前生产多晶硅所采用的首选工艺。该工艺首先将氯和氢合成氯化氢,     

真空感应熔炼工艺在太阳能级多晶硅制备中的应用探索

为了探讨真空感应熔炼工艺在冶金物理法制备太阳能级多晶硅生产中的应用效果,利用真空熔炼设备,对硅料在不同真空度条件下进行制备试验,对比试验前后原料和成品中的P元素以及几种金属元素的化验结果可知,在冶金物理法制备太阳能级多晶硅中真空感应熔炼工艺完全可以起到降低杂质含量,提高硅晶体纯度的作用．     

定向凝固技术制备冶金法多晶硅的研究进展

冶金法多晶硅因其价格低廉、环境友好等优势逐渐成为制备硅基太阳能电池的主要原材料.定向凝固技术在多晶硅提纯和多晶硅晶体生长方面扮演着重要角色.本文主要综述近年来国内外采用定向凝固技术制备冶金法多晶硅的研究进展以及多晶硅铸锭缺陷等方面的研究,简要概述了近年来准单晶硅和高效多晶硅的研究进展.同时因其具有低成本、高转换效率的优势,二者都将是未来多晶硅的发展趋势.     

多晶硅产业对环境的污染初探

多晶硅是太阳能电池材料之一,具有比较高的光电转换效率,但多晶硅产业的发展也导致环境污染的产生。本文主要从多晶硅太阳电池生产环节前期工序（硅提纯）和中期工序（清洁制绒、扩散制结、刻蚀清洁、化学气相沉积PECVD、丝网印刷、电极烧结）中所产生的污染进行论述。     

多晶硅生产中三氯氢硅精馏环节的节能增效分析

在温室效应的全球气候环境下以及世界局势的动荡带来的能源安全问题这两大背景之下,世界各国为了更好地应对全球局势以及促进本国的发展,都在不断的寻求多种能源供应途径,力求实现能源产业的转变与突破。在此基础之上,可再生能源尤其是太阳能备受各国关注,而多晶硅作为太阳能电池及原件的必备材料正在不断发展并走向成熟。作为多晶硅还原的重要原料——三氯氢硅的精馏技术也在不断地改进,三氯氢硅纯度的提高以达到多晶硅生产要求的同时也实现了我国节能减排的生产原则。     

国内硅烷法制备电子级区熔用多晶硅的进展

对硅烷热分解法制备多晶硅的工艺作了介绍,探讨了硅烷法制备电子级多晶硅的优势。硅烷CVD法所沉积的多晶硅,在电阻率、少子寿命、杂质含量等方面符合高纯多晶硅的要求,纯度不仅可以达到国标（GB/T 12963-2009）电子一级品的标准,还可以满足区熔用超高纯多晶硅的要求。合理控制反应条件、保持反应环境的高度洁净,能够得到均匀、致密的高纯多晶硅棒,可以作为区熔法生产单晶硅棒的原料。     

多晶硅产业技术经济风险分析

系统分析了国内外多晶硅产业技术的发展现状与发展趋势,对各种用途多晶硅技术、市场和技术经济风险进行分析并提出拟采取的对策。尤其对光伏电池材料的生产技术改进,提出了具有可行性的技术路线,并针对硅质材料近年来市场强烈波动的客观现实,分析并提出了多晶硅产业的市场客观发展模式。     

多晶硅还原炉内主要残留物及清理工艺

在新技术的推动下,多晶硅的生产过程会更加注重对还原炉内的残留物进行有效清理工作,因此针对如何提升还原炉内的清洁程度、保证多晶硅在生产过程中的高效性和纯净性,成为目前提炼多晶硅工作重点攻克的问题。本文围绕多晶硅还原炉作为中心围绕点,以满足还原炉内的清洁为目的,通过分析清理多晶硅还原炉内残留物等污垢的具体技术,来保证多晶硅生产过程中还原炉内的洁净程度和还原炉作业的稳定性,进一步提升多晶硅提炼的纯度,促进多晶硅生产效率,保障生产效益。     

新材料与新工艺

<正>青海太阳能光伏产业项目科技攻关取得突破青海华硅能源有限公司承担的青海省"123"科技支撑工程项目"太阳能级单晶硅及晶片产业化"和"500吨多晶硅铸锭产业化工程"分别攻克了适应高原气候的生产方法和多晶硅切割工艺技术,为太阳能光伏产业的发展提供了技术支撑。     

冶金方法在太阳能级多晶硅制造中的应用

多晶硅作为太阳能转换电能的基础材料,近年来受到广泛关注.本文综述了生产多晶硅的各种冶金方法,主要分析各种冶金方法的特点、发展趋势和可行性,并重点讨论了低成本生产太阳能级多晶硅的方法.     

低碳高效的太阳能级硅制备新技术

对固态二氧化硅在850℃氯化钙熔盐中的伏安行为分析的基础上,通过系统研究了二氧化硅粉末压片在850℃氯化钙熔盐中恒电位电解产物的物相和纯度,确定了通过熔盐电解法制备单质硅的电位范围.实验结果表明,熔盐电解二氧化硅制备单质硅合适的电解电位范围为0.65V(vs.Ca/Ca2+)至1.15V.通过在此电位范围内恒电位电解产物纯度和能量效率分析,明确了熔盐电解制备单质硅最优化的电解电位为0.85V,此时电解产物纯度高达99.41%,电流效率为79.3%,电解能耗为11.5kWh/kg Si.上述结果表明,熔盐电解法制备单质硅与传统碳热还原法相比在能量效率和产物纯度上具有优势.通过电解产物杂质来源的分析,提出进一步提高产物纯度以达到太阳能级硅要求的措施,为通过熔盐电解法直接制备太阳能级硅提供了科学基础.     

益阳市典型天气条件下3种硅太阳能电池的光电效率测试比较

测试了益阳市4种典型天气（晴天、少云、多云、阴雨）条件下的太阳能单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅薄膜电池的性能参数,比较了3种太阳能电池的光电转换效率,测试结果表明：在晴天和少云的天气下,单晶硅太阳能电池效率最高,约为10.0%左右,多晶硅电池次之,为9.0%左右,非晶硅电池的光电效率最低,为4.5%左右,随着云层的增厚,单晶硅、多晶硅电池光电效率下降,而非晶硅薄膜电池光电效率略有上升,该测试结果对长江中游地区应用太阳能光伏系统具有一定的参考价值.     

多晶硅产业政策研究

主要论述了目前我国多晶硅产业规模迅速扩大、技术取得突破性进展且节能减排成果显著的发展现状,同时指出了多晶硅产业发展中存在着产业准入门槛低、产业结构亟待优化升级和国际交流薄弱等问题,最后提出了制定产业准入条件、优化产业布局、扶持优势企业发展等多晶硅产业发展的政策建议。     

石英原料在太阳能产业及其他高科技工业中的应用前景——以哈萨克斯坦和埃及为例

人类开发应用石英具有悠久的历史:早在石器时代,人类就曾将石英作为装饰品、工具、法器、武器、日用品等应用;在工业时代,石英主要作为玻璃原料及冶金熔剂使用;当代,石英广泛应用于许多工业和高科技领域。近年来,石英作为可再生能源及其它高科技领域用的材料,特别是以石英为原料制备多晶硅及单晶硅作为微电子学材料及太阳能利用材料方面展示了广阔的前景。但这个领域对石英纯度的要求很高,通过传统的提纯和晶体生长技术将石英转化为硅很不经济,因为传统方法大量使用氯、氯化氢及四氯化硅对环境有负面影响。而开发闭路循环技术系统或使用高纯度石英原料是解决这个问题的重要途径,前者取决于化学冶金技术水平,而后者则取决于矿产地质。因此,高纯度石英的找矿评价及工业硅的提纯是大力发展太阳能产业的重要途径。目前,以石英为原料进行高纯半导体材料和微电子材料等的合成在有些国家已经大规模工业化,并形成产业,如太阳能产业和高科技工业。据预测,在2010至2012年间,高纯石英原料将会短缺且竞争激烈。根据发达国家的实践经验,在哈萨克斯坦建立用于太阳能和其它高科技工业的高纯石英基地具有重要的理论和现实意义。哈萨克斯坦高纯石英资源丰富,在哈萨克斯坦中部,变质成因的石英脉及交代型的石英岩很普通,在东部、中部、南部和西部,石英结晶花岗岩则很多,水晶矿床则主要集中在哈萨克斯坦的西南地区,花岗岩侵入体的水晶矿以及粒状石英脉几乎在哈萨克斯坦到处都有分布,结晶花岗岩则分布在哈萨克斯坦北部和南部地区,但是该国针对高纯石英的工业化研究与应用则很少。埃及的石英原料也很丰富,主要矿床位于该国中部和东南部地区,工业化研究与应用也很少。建议这两个国家将高纯石英原料作为太阳能产业及其它高科技产业发展的重点研究领域。     

单晶硅和多晶硅切割废料浆的回收

从单晶和多晶硅切割废料浆中综合回收高纯硅、聚乙二醇和碳化硅,对减少环境污染、提高资源利用率有一定意义,特别是如能将切割料浆中最有价值的高纯硅得以回收并再用于制造太阳能电池,这对缓解我国太阳能多晶硅的紧缺、减少多晶硅的进口量有重要意义和商业价值.本文简述了单晶硅和多晶硅的生产概况及其切割工艺,重点阐述了国内外切割料浆的回收进展,综合了国内外现有的回收专利技术,将回收工艺概括为固液分离和固体提纯两个主要步骤,并对每个步骤所采用的方法进行了归纳和分类,以供相关企业参考.同时,本文也介绍了国内现有的切割料浆回收企业的概况,以及目前从切割料浆中回收高纯硅的研究进展.     

太阳能级硅粉在等离子体中纯化研究

给出了本研究中所采用工业硅的要求和太阳电池功率高达14%的P型硅材料中单一杂质的阀值。针对太阳能级硅的纯化要求和工业硅的特性,提出了等离子体对硅粒“刻蚀提纯”的新概念。增加鞘层厚度将使硅粉浸泡于高动能离子中的几率增加,钝化效应消失从而达到提高纯化速率的目的。所研制的新型纯化系统能够满足硅粒自旋、长沉降时间和重复纯化的条件,所给出的工艺参数能满足鞘层宽、离子浓度高的要求。实验结果显示这种新的提纯方法可望用于太阳能级硅的制备。