可以忽略,最高的技术壁垒存在于太阳能光伏电池的原料高纯度多晶硅的提炼制造。 尽管当前世界上有许多方法生产多晶硅,但应用最为广泛的技术仍然是使用化学法,约有70-80%的多晶硅采用改良的西门子法
。1955年西门子公司采用化学方法,将粉碎的冶金级硅在硫化床反应器中与HCI气体混合并反应生成三氯氢硅和氢气,Si+3HCI→SiHC13+H2。由于SiHC13在30℃以下是液体,因此很容易与氢气
年总产量,美国Hemlock增至3.1万吨,德国Wacker将达到1.45万吨,MEMC则透露产能将扩充2倍。二是新技术工艺产业化生产的提速。其中包括以传统西门子法投入的韩国DC化学、美国夏威夷Hoku等
多家公司;另外采用冶金提纯技术的挪威Elkem、日本JFE、美国道康宁等公司的太阳能多晶硅项目也开始规模化生产。
从国内来看,这种多晶硅热来自几种力量:一是原有国家支持的始建设;四川
、德国Wacker、挪威REC及美国MEMC等都将开出新产能,但这些新产能的成长速度仍不及后端电池、模组厂等的扩产速度,再加上新加入者产出量有限、新技术产出包括REC的流体床反应炉法及其他冶金级硅等的产出
产品出口,快速发展的光伏产业和迟缓发展的光伏市场之间的严重失衡和不协调;三是我国太阳能产业起步晚,设备、工艺、人才、核心技术等薄弱,自主创新能力有待进一步加强;四是虽然中国《可再生能源法》已正式实施,但
多晶硅厂,新增产能3000吨预计于2009年完成。 同时太阳能产业长期发展的潜力及多晶硅原料短缺,也吸引了大量新建投资者并加速新技术工艺的产业化生产。其中包括以传统西门子法投入的韩国DC化学、美国
成本的精细冶金法进行太阳能级多晶硅的提纯研发,取得显著进展,一些企业已经应用低成本生产工艺,提炼出纯度99.99%以上的多晶硅。各地涌现一批专业从事太阳能发电模组和各种太阳能灯具等产品的开发和生产
多晶硅的改良西门子法耗电量太大,而正在探索中的冶金物理法技术尚不成熟。这需要我国科技工作者加快研发步伐,以期在研制太阳能电池方面取得突破性进展。
太阳能基地电能输送是难题
太阳能是无污染的
公里左右,即使是采用100kV的直流输电线,其传输距离也在1000公里左右,要将青藏线太阳能基地的电能输送到中东部地区几乎是不可能的。
改良的西门子法耗电量过大
国家发展和改革委员会副主任
成立于2006年,为了实现将自己专门的低成本提纯多晶硅技术商业化,采用低廉的冶金法将金属硅提纯到太阳能级多晶硅。他们宣称自己的多晶硅提纯工艺将给光伏产业带来一场革命。 Ventures West的
级多晶硅的新工艺技术,主要有:改良西门子法的低价格工艺;冶金法从金属硅中提取高纯度硅;高纯度SiO2直接制取;熔融析出法(VLD:Vaper to liquid deposition);还原或热分解
西门子法主要包括三氯氢硅合成工艺,三氯氢硅精馏工艺,化学气相沉淀(还原)工艺和尾气回收再利用工艺。首先将冶金级工业硅粉(99%以上)、液氯为原料,采用电解水制氢气,氢气和氯气反应生成氯化氢,氯化氢与硅粉反应制得三氯氢硅,三氯氢硅再与氢气还原反应制得高纯度多晶硅。
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电阻率:用四探针法。
OISF密度:利用氧化诱生法在高温、高洁净的炉管中氧化,再经过腐蚀后观察其密度进行报数。
碳含量:利用红外分光光度计进行检测。
单晶硅抛光片品质规格:
单晶硅
。
(2)加工工艺知识
多晶硅加工成单晶硅棒:
多晶硅长晶法即长成单晶硅棒法有二种:
CZ(Czochralski)法
FZ(Float-Zone Technique)法