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.     

冶金法制备太阳能级多晶硅

作为目前制备多晶硅的主流工艺——改良西门子法,其工业生产技术很成熟,但是高能耗和高生产成本依然是阻碍该过程的主要原因。冶金法具有生产效率高,成本低的优点,这个方法可用来提纯冶金级硅,以制备太阳能级多晶硅。文章介绍了冶金法制备太阳能级多晶硅的主要工艺,结果表明:冶金级硅的各种提纯过程中,没有任何一个能单独制备低价太阳能级硅,但是可以通过把这些过程按照最优化的组合结合在一起,可以实现生产低价太阳能级硅。     

制备太阳能级多晶硅过程中湿法除杂研究

在熔盐电解精炼基础上结合常温酸洗技术对冶金硅进行精炼提纯制备太阳能级多晶硅。采用SEM对熔盐电解精炼前后冶金硅阳极表面和产物硅进行表征。考察了熔盐电解解精炼和酸洗过程中主要工艺参数:电精炼电压、电精炼温度、浸出剂种类、酸洗时间等对硅中杂质去除率的影响。当在2.0 V1、000 K条件下,电解精炼400 min再结合5%HNO3+5%HF混合酸酸洗8 h后产物硅中各杂质含量均小于1 ppm,产物硅的纯度达到99.999 9%以上。     

流化床反应器制备太阳能级颗粒多晶硅技术研究

采用流化床反应技术,以H2还原SiHCl3的方法制备太阳能级多晶硅。在直径50 mm的流化床反应器中,加入多晶硅颗粒作为初始晶种,通入SiHCl3和H2气体使颗粒处于流态化状态;高温下,反应生成的多晶硅在晶种表面沉积令颗粒逐渐长大而获得颗粒多晶硅。实验考察了流化床反应状态下的硅还原率和硅沉积速率及其影响因素,分别在950～1100℃,H2/SiHCl3摩尔配比为15,20,30及晶种粒径为350,550μm的条件范围内进行实验。当加入晶种粒径为550μm时,在1100℃条件下,H2/SiHCl3摩尔配比从15%增加到30%,硅还原率从14.2%提高到21.6%;当H2/SiHCl3摩尔配比为20时,温度从950℃提高到1100℃,硅还原率从14.9%提高到19.4%。在1100℃,H2/Si-HCl3摩尔配比为30的条件下,当加入晶种粒径为350μm时,测得硅还原率为25.7%,硅沉积速率为21.3 g.h-1;而晶种粒径为550μm时,硅还原率为22.9%,硅沉积速率为18.0 g.h-1。实验结果表明:提高H2/SiHCl3摩尔配比、提高温度和减少晶种粒径均可显著提高硅还原率和沉积速率,适宜的工艺条件为1050～1100℃,H2/SiHCl3(摩尔比)20～30;晶种颗粒粒径和流化床气流速度是流化床反应过程主要的动力学因素。在西门子法中应用流化床技术将能显著提高硅的还原率和沉积速率,是制备太阳能级多晶硅的可行技术。     

湿法冶金在冶金法制备太阳能级多晶硅中的应用

在众多制备太阳能级多晶硅的工艺技术中,冶金法生产太阳能级多晶硅由于电耗低（仅为西门子法的1／3）、投资省、建设期及生产周期短、符合节能减排的清洁生产要求,因而成为最具代表性的方法之一,具有广阔的应用前景和重要的战略意义。论述了湿法冶金在冶金法制备太阳能级多晶硅中的重要性,在国内外的应用现状及存在主要问题,并分析展望湿法冶金技术在冶金法制备太阳能级多晶硅中的应用前景。     

欧洲冶金法生产太阳能级多晶硅的工艺

阐述了欧洲各国冶金法生产太阳能多晶硅的工艺,并提出了具体金属中的除碳工艺。     

GD-MS法测定太阳能级多晶硅中痕量杂质元素含量

采用辉光放电质谱法(GD-MS)测定太阳能级多晶硅中B、Na、Mg、Al、K、Ca、Ti等20个痕量杂质元素。研究了GD-MS测定多晶硅的预溅射时间,优化和选择了仪器的工作参数、分辨率和用于分析的待测元素同位素。并将分析结果与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)的分析结果进行对照以验证GD-MS无标分析的准确程度。实验结果表明,GD-MS法对B、Na、Mg、Al、K、Ca、Ti等元素测定结果的相对标准偏差(RSD)都小于25%,二者测定结果基本一致。     

布袋除尘器在钼铁熔炉上的应用

我厂生产钼铁采用炉外法。钼铁冶炼的特点是短时间内放出大量含尘烟气,烟尘中平均含钼19.1％,因此每年要损失大量熟钼精矿,还造成了环境的严重污染,故有必要加以治理。     

用流动床反应炉制造的多晶硅降低了价格

为降低太阳电池的价格,必须研究拉制硅单晶或硅带所用的多晶硅的低成本化问题。日立中央研究所和信越化学研究所于1980年秋在东京的“日立技术展”上,陈列了两所协作的用低成本多晶硅制作的太阳电池,并在日本“第十二届固体器件会议”上发表了《用流动床反应炉制备太阳级硅和扩散工艺太阳电池的制造和特性》一文。据称,用流动床反应炉方法的太阳级硅制作的太阳     

多晶硅副产物二氯二氢硅的应用研究

主要针对多晶硅生产过程的副产物二氯二氢硅在还原、氢化、反歧化等工序中的应用进行研究,以期通过合适的处理方法提高多晶硅生产过程中的原料利用率并进一步降低多晶硅的生产成本。     

多晶硅的应用及生产技术

介绍了多晶硅的用途及近年来国内外多晶硅生产技术，同时对多晶硅生产技术的发展趋势和多晶硅市场情况进行了简要的分析。     

高温熔炉消烟除尘治理的研究

高温熔炉产生烟尘的组成、污染物的组成特点,烟尘设计治理的原理,工艺治理的流程、集烟罩的作用、导流屏的辅助性、治理的主要技术参数,采用活动门提高集烟效果的新方法,利用气箱高压脉冲袋式除尘器治理后,达到排放标准,改善作业环境,满足环境法律法规的要求。     

多晶硅表面氧化的研究

响影多晶硅质量的因素很多,这些因素往往是错综复杂的,涉及面广。在几年来的生产实践中,我们对消除多晶硅棒氧化夹层的问题作了某些观察与研究,取得了一些粗浅的认识。 1.如何防止硅棒的氧化试生产开始时,正值冬天,而且各种净化试剂都是新的,又加上当时比较注意还原过程种种条件的控制,如载体温度、混合气体配比、加料量、三氯氢硅纯度等等,并注意防止沾污。因此生产出来的多晶硅产品表面色泽光亮,结晶緻密,质量较好。可是,到夏天,如0017炉,硅棒在生长过程中出现如下一些异常现象:(1)沉积硅的结晶变     

GB/T 25074-2017《太阳能级多晶硅》标准解读

作为光伏行业的重要基础原材料,多晶硅的品质直接影响后续直拉太阳能硅单晶棒或多晶硅铸锭的质量,进而影响太阳能电池的转化率、寿命和发电成本。GB/T25074-2017《太阳能级多晶硅》于2018年5月1日正式实施,随着新版标准的问世,意味着多晶硅产品品质迈入新的时代。本文介绍了GB/T25074新旧版本的主要变动内容及原因。     

电铅熔炉的节能模拟试验研究

根据相似理论，对50t电铅熔炉进行了冷态模拟试验，其结果表明：炉内气流分布不均匀、炉子内部结构不尽合理、工艺及热工操作制度尚欠完善。为此，提出了相应的改进措施。     

PLC在电子束单晶熔炉控制系统中的应用

介绍了电子束单晶熔炉的工作原理,对控制原理进行了分析,提出用西门子200系列的可编程程序控制器对电子束单晶熔炉进行逻辑控制。结合电子束单晶熔炉对控制系统的要求,分别对控制软件的作用和构成进行了详细的说明。控制系统运行表明:控制系统的软、硬件功能比较完善、工作可靠。     

多晶硅生产的研究现状及发展趋势

介绍了多晶硅的主要生产方法即西门子法、硅烷法和冶金法,分析了国内外的相关研究者的研究成果和研究动向。在综合分析了这些方法的基础上,指出了未来多晶硅生产的趋势：硅烷法和冶金法由于能耗低、生产成本低等优点,将是未来多晶硅生产的主要技术。     

垂熔炉控制系统的数据采集

数据采集是计算机控制系统的第一道大门,其重要性是明显的。为了能够准确迅速地获取有关模拟量的数值,在我们研制的垂熔炉微机控制系统中,应用了直接计算有效值的工作方式,满足了控制生产过程的要求。     

光伏应用扩大 多晶硅市场回升

近年来,以多晶硅光伏产业为代表的硅及光伏产业链由于有新材料、绿色能源等良好题材支撑,引来了各方大量投资,形成了较为完整的产业基础,受到了全社会广泛的关注。但是,自2011年下半年以来,受下游消费行业的需求增速放缓和国内经济增长压力的增加,整个硅产业发展也受到巨大影响。其中多晶硅产业表现最为明显,其价格从年初的22万元/吨跌至12万～13万元/吨,进口多晶硅价格从年初的32美元/千克跌至18美元/千克,跌幅均超过40%。价