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美国《钠还原法》太阳能级多晶硅新技术

发表于:2009-06-23 10:18:17 来源:Solarbe.com 作者:索比太阳能

由于太阳能光伏产业的迅猛发展和新增需求,当前国际上已经形成了开发低成本、低能耗太阳能级多晶硅的热潮。并趋向把生产高纯度(6N)太阳能级多晶硅的工艺技术和生产更高纯度(11N)电子级多晶硅的工艺技术区分开来,涌现出许多专门生产太阳能级多晶硅的新技术,降低太阳能级多晶硅生产成本和电池成本,促进太阳能光伏产业的发展。

美国斯坦福研究院独辟蹊径研究成功《钠还原法》太阳能级多晶硅生产新技术。 该《钠还原法》不同于现有常用的西门子法、硅烷法、硫化床法,也不同于冶金提纯法,而是采用化学物理转化法。

该《钠还原法》的原料为氟硅酸钠Na2SiF6,它是磷肥制作过程中的副产品,来源廉价和广泛。氟硅酸钠Na2SiF6经过加热转变为四氟化硅气体SiF4及副产品氟化钠NaF,该四氟化硅气体SiF4通过高纯金属钠Na即形成高纯硅粉Si,然后制成多晶硅。其副产品氟化钠NaF又是优质的化工原料,用于制铝工业和牙膏生产。

该《钠还原法》生产工艺简单,副产品充分有效利用,生产成本和投资成本大幅度降低,而且无有毒气体排放之忧,使该技术成为低成本太阳能级多晶硅生产的理想工艺,有望成为今后太阳能级硅的主流生产技术,极大地促进太阳能光伏应用和发展。

该《钠还原法》的工艺流程如下:

氟硅酸钠(原料)

                    Na2SiF6    → SiF4 + 2NaF

                                 ↓

                                SiF4 + 4Na  → Si + 4NaF

                                                ↓     ↓

                                              多晶硅   氟化钠

(产品) (副产品)

该《钠还原法》的主要技术经济指标:

●硅粉纯度:杂质浓度 <0.02ppm (7N)

●单晶硅电阻率:>30 Ωcm  (典型太阳能级硅电阻率为~1Ωcm)

●太阳能电池效率:15+1%(AM1)

●目标硅生产成本:14 美元/千克

●投资成本:约为西门子法的1/3

该《钠还原法》与其他工艺方法的比较:

  西门子法 (热丝反应器) 流化床法 (沸腾床) 硅冶金法 (UMG法) 钠还原法 (斯坦福专利)
关键反应物 SiHxCl4-x SiHxCl4-x Mg-Si SiF4 + Na
投资成本($k/MT/yr) 90 45 30 19
电力(kWh/kg) 120+   40 <10
生产成本($/kg) 38 27 26 14
反应器生产量(MT/yrSi/m3) 10.3 30   330
硅纯度(ppm) <0.02 <0.02 1 <0.02

该《钠还原法》已在某些国家和地区生产, 是低成本太阳能级硅生产的最有潜在竞争力的方法。

如需《钠还原法》的详细信息,可咨询 gaohansan@yahoo.com

 

相关标签: 多晶硅
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