冶金法制备太阳能级多晶硅的生命周期评价研究

运用生命周期评价(LCA)方法对冶金法制备太阳能级多晶硅的生产过程环境负荷进行了研究,得到了生产1 000 kg冶金法太阳能级多晶硅的具体环境负荷和1 kg冶金法太阳能级多晶硅的生命周期环境综合影响值.研究表明:生产1 000 kg冶金法太阳能级多晶硅的具体环境负荷为4 178 kg硅石、26 609 kg ce、149 552 kg CO_2、631.6 kg SO_2、352 kg粉尘、12.67 kg CFC-11(氟利昂)、0.161 2 m3填埋空间、57 416.9 kg非致癌有毒物;1 kg冶金法太阳能级多晶硅的生命周期环境综合影响值为31.91,其中最大的环境影响为全球变暖影响(GWP),占综合影响的67.4%;冶金法的主要环境负荷源于火电消耗,应该主要从减少生产过程中电力消耗的角度进行改善评价.     

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.     

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.     

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．     

多晶硅制备方法及太阳能电池发展现状

为了降低太阳能级多晶硅生产成本,从而降低太阳能电池制造成本,促进太阳能光伏产业的发展．介绍了目前世界上多晶硅的制备方法及其优缺点,论述了多晶硅及太阳能电池的制备工艺方法和发展现状．国内生产表明,采用改良的西门子工艺技术生产的多晶硅纯度不高．根据中国太阳能电池产业发展中的问题,提出了多晶硅生产技术的发展趋势,即怎样改良技术进一步提高多晶硅纯度．     

多晶硅生产中氢气消耗分析及优化

在多晶硅生产过程中,氢气是最为主要的原料之一,氢气的总体消耗量与多晶硅生产成本有着紧密相连的关系.下文主要针对多晶硅生产过程中氢气消耗点进行全方位多层次的分析、探讨,进而提出诸多可行的优化措施,保证能够有效降低氢气在多晶硅生产中的消耗量,最终确保多晶硅生产成本有所降低.     

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。     

关于冶金机械设备的维护

冶金机械设备是冶金企业生产的主要工具,其使用功能的正产是冶金企业生产安全、生产效率以及产值质量的保证,由于冶金设备传统的维修技术存在一定的弊端,因此本文介绍了一些冶金机械设备的先进修理方法和手段.本文首先阐述了冶金机械设备的预防维修的手段及重要性,然后提出了一些先进的冶金机械设备检修方法.     

工业硅炉外吹气精炼除硼研究进展

冶金法太阳能级多晶硅技术具有能耗低、成本低和环境友好等特点,正逐步取代投资大、成本高的化学法而成为全球研究的热点.硼是工业硅中最难去除的非金属杂质之一,本文阐述了工业硅的生产过程和吹气炉外精炼除硼的原理,综述了国内外工业硅炉外氧气、湿氢、湿氧、湿二氧化碳以及吹气-熔渣联合精炼等工艺技术,并对本课题组湿氧精炼除硼的研究进行了重点介绍,分析了吹气精炼过程硅的损失问题,最后指出吹气-熔渣联合法是冶金法炉外精炼的发展方向.     

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。     

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。     

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.     

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。     

太阳能电池研究和发展现状

总结了单晶硅、多晶硅、非晶硅、CuInSe2,CdTe,GaAs等太阳能电池的结构，性能指标等，介绍了我国和其它一些国家太阳能电池的发展状况。     

四氯化硅的应用现状研究

综述了四氯化硅的主要处理方法和应用研究进展。详细介绍了四氯化硅在制备二氧化硅、多晶硅、三氯硅烷及其他硅烷产品方面的应用及其制备原理,并对各制备工艺技术进行了分析。     

在喷动流化床中用SiHCl3制聚颗粒硅的动力学研究

在一直径为 ８０ ｍｍ的喷动流化床反应装置系统中进行了三氯氢硅的氢还原反应实验．研究了 颗粒硅的生长速率与颗粒硅的初始粒径和三氯氢硅分压的关系,建立了颗粒硅的生长速率模型,并用实 验数据进行关联,得到如下的半经验、半理论模型,该模型能较好地与实验数据相吻合,实验结果证明了 用流态化技术进行颗粒硅生产的可行性．与西门子工艺相比,流化床工艺可以提高原料气的转化率,降 低能耗和氢配比．因而多晶硅的流态化技术研究有着很好的发展前景。     

脉冲激光沉积TiN/AlN多层膜的微结构与力学性能

采用脉冲激光沉积(LPA)法,在单晶Si表面制备了调制周期为50nm的不同调制比的TiN/AlN多层膜,并研究了调制比对多层膜微结构和力学性能的影响。扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)显示,薄膜的调制比在1～4之间。并且小调制比下薄膜表面的岛密度小,岛面积过大,分布不均匀,相邻岛之间的起伏较大。X射线衍射(XRD)结果表明,小调制比下,AlN相为明显的(002)择优取向,TiN相主要以(200)、(220)形式存在;调制比增大后,AlN相的择优取向减弱,同时伴随着薄膜晶粒的细化及硬度增强,这一研究结果说明,调制比对多层膜的性质有一定的影响,大调制比会导致Al元素在界面处聚集,并与TiN进行合金化后的形成TiAlN结构,进而对薄膜的硬度产生影响。