【正文】 目 錄福 建 省基于物理冶金法提純太陽能級硅材料若干關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用 3基于物理冶金法提純太陽能級硅材料若干關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用 9江 西 省290M2燒結(jié)煙氣脫硫 19創(chuàng)建節(jié)能減排型科普示范社區(qū) 21減少贛南稀土礦開采中重金屬排放污染的生物技術(shù) 23汽車電動(dòng)助力EPS開發(fā) 25湖 南 省鋁板帶箔軋制油煙氣回收技術(shù)或裝置 29電解鋁余熱利用項(xiàng)目 30生活垃圾的收集堯清運(yùn)專用技術(shù) 31降低產(chǎn)品電鍍生產(chǎn)過程中的電能消耗 32有源濾波綜合補(bǔ)償節(jié)電技術(shù)及其在高壓排煙風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用 33吸收潛熱及脫硫防腐技術(shù)的開發(fā) 34煙氣余熱回收利用 35王碼預(yù)制式輕薄型冷暖輻射系列產(chǎn)品 36利用碎紙廢紙等替代紙張制作花炮筒技術(shù) 37九省熱水系統(tǒng)的技術(shù)升級 38建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)檢測技術(shù) 39納米TiO2在室內(nèi)空氣污染治理中的應(yīng)用研究 40長沙地區(qū)建筑外墻自保溫系統(tǒng)的應(yīng)用研究 41CO封閉回收技術(shù) 42醬油生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng) 43明膠廢水治理零排放 44農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖實(shí)用技術(shù) 45農(nóng)村種植污染防治技術(shù) 46醫(yī)療廢水凈化技術(shù) 47排污收費(fèi)測算技術(shù) 48城市垃圾密封運(yùn)輸技術(shù) 49農(nóng)作物秸桿的綜合利用技術(shù) 50廣 東 省廣州市浪奇實(shí)業(yè)股份有限公司MES節(jié)能減排重大技術(shù)需求 53廣西壯族自治區(qū)瓷器企業(yè)節(jié)能與環(huán)保 65多晶硅生產(chǎn)技術(shù) 66桐油深加工技術(shù) 67晶體硅的冶煉先進(jìn)生產(chǎn)工藝 68電子式節(jié)流閥體生產(chǎn)技術(shù) 69用于汽車鋼板彈簧熱處理加熱的混合煤氣發(fā)生爐技術(shù) 70微型車后橋油封漏油攻關(guān) 72利用TiO2冶煉金屬鈦 73交流變近似直流（即低頻）供電技術(shù) 74低濃度 SO2吸收與直接轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的技術(shù) 75系統(tǒng)中砷的開發(fā)與利用 76柴油燃料代替產(chǎn)品 77污水處理菌種 79蠶沙資源化綜合利用 80繅絲廢水治理 81桑蠶蛹、廢繭、廢絲高值化綜合利用 82四 川 省服裝面料低水排放染色技術(shù)開發(fā) 85大型預(yù)焙鋁電解槽高效節(jié)能清潔生產(chǎn)技術(shù)開發(fā) 94貴 州 省“豎式自燃節(jié)能爐”回收廢汞觸媒工藝工業(yè)化生產(chǎn)氯化汞觸媒 105二萬噸芭蕉芋燃料乙醇生產(chǎn)單元系統(tǒng)技術(shù)示范 109貴州小油桐生物柴油產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用 116電動(dòng)汽車用鎳鋅電池技術(shù)研究 125濕法磷酸直接反應(yīng)制取磷酸脲的工藝研究 132磷石膏生產(chǎn)高性能石膏粉及產(chǎn)品的技術(shù)研究 136燃用黃磷尾氣發(fā)電的WP6航改燃?xì)獍l(fā)生器產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研制與開發(fā) 144蒸汽凝結(jié)水、低位熱能綜合回收技術(shù) 146云 南 省農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物高附加值肥料化利用研究 153銅火法冶煉水淬爐渣綜合回收利用 156鐵毛精礦選冶綜合利用 160紅土鎳礦中鎳鈷綜合利用產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā) 164潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù) 168大型鋁電解槽整體節(jié)能長壽關(guān)鍵技術(shù)研究 170褐煤低溫干餾（煤熱解） 174顆?；钚蕴考夹g(shù) 180煤炭地下氣化技術(shù) 182蔬菜及茶樹的農(nóng)藥殘留降解技術(shù)研究及示范 185稀燃條件下的NOx處理技術(shù) 188微晶硅薄膜及微晶硅電池 191鍋爐煙氣脫硫與煤焦廢氨水資源化利用新工藝新技術(shù) 196小型的褐煤完全氣化技術(shù) 198先進(jìn)無石膏提取檸檬酸生產(chǎn)技術(shù) 199適用于高原地區(qū)的節(jié)能空氣壓縮機(jī) 200黃磷爐尾氣綜合利用技術(shù) 201磷石膏的資源化利用 203氯化法鈦白粉后處理廢水的循環(huán)、回收利用技術(shù) 205云錫區(qū)域礦山生產(chǎn)系統(tǒng)重構(gòu)與信息化建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究 215鉛冶煉煙氣SO2吸附、解吸、制酸技術(shù) 217個(gè)舊礦區(qū)地下水綜合治理與利用研究 219地下開采采空區(qū)治理及“二次開采”（殘采）技術(shù)綜合研究 222柴油車及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組尾氣中不定型氮氧化物的處理 224鐵合金電爐余熱發(fā)電或制氣 226低成本高效硅太陽能電池片的研究開發(fā) 227污水處理深度改造技術(shù) 230云南云景林紙股份有限公司全廠綠色照明技術(shù)改造 232234 / 238福 建 省基于物理冶金法提純太陽能級硅材料若干關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用一、所需技術(shù)名稱基于物理冶金法提純太陽能級硅材料若干關(guān)鍵技術(shù)二、所需技術(shù)的主要內(nèi)容（一）背景新世紀(jì)以來，由能源消耗所引起的環(huán)境污染受到極大的關(guān)注，另一方面，由于能源危機(jī)所引起的緊張和恐慌已經(jīng)引起全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為此，世界各主要發(fā)達(dá)國家都積極發(fā)展太陽能電池和各種新能源。盡管目前太陽能電池還存在轉(zhuǎn)換效率低、成本過高的問題，但是世界各國政府都已經(jīng)非常重視開發(fā)和推廣太陽能電池的應(yīng)用。硅基太陽能電池由于硅資源豐富、價(jià)格低廉、材料產(chǎn)業(yè)化程度高而仍被公認(rèn)為是能夠解決太陽能高效、廉價(jià)而廣泛利用的唯一途徑。自2005年以來，半導(dǎo)體級多晶硅的增長比例為5％，而太陽能級多晶硅的增幅為30％。在不遠(yuǎn)的將來，太陽能級多晶硅的消耗很可能會超過半導(dǎo)體級多晶硅。我國光伏產(chǎn)業(yè)目前占世界第四位，然而事實(shí)上，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中，我國是以犧牲本國環(huán)境和電力資源為代價(jià)，來制造占世界75％的低附加值的工業(yè)級硅（約1美元/公斤）。經(jīng)國外相關(guān)的大型企業(yè)精煉為太陽能級硅后，又以50～200美元/公斤高價(jià)進(jìn)口，并利用我國低廉的人力成本進(jìn)行器件化組裝后再廉價(jià)出口。所以從環(huán)境與資源的角度來看，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且韵奈覈馁Y源以及犧牲我國的環(huán)境和電力為代價(jià)，為發(fā)達(dá)國家提供清潔能源。從經(jīng)濟(jì)收益的角度來看，由于國外大公司壟斷生產(chǎn)太陽能級多晶硅的技術(shù)、市場和價(jià)格，我們只能賺取少部分的利益。因此，大批量廉價(jià)太陽能級多晶硅生產(chǎn)技術(shù)，已經(jīng)成為制約我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。當(dāng)前國內(nèi)外硅的提純方法可以分為化學(xué)反應(yīng)法和物理冶金法兩類?；瘜W(xué)反應(yīng)法主要原理是利用氫、氯或氯化氫等化工原料與硅反應(yīng)生成硅烷或鹵代硅烷，利用分餾的方法進(jìn)行提純，根據(jù)具體工藝的不同可分為西門子法、改進(jìn)西門子法和硅烷法等。化學(xué)法可直接獲得純度遠(yuǎn)高于太陽能電池要求的電子級硅（9～12N），其產(chǎn)量大，發(fā)展歷史悠久。然而其缺點(diǎn)是主要核心技術(shù)仍掌握在國外一些大公司手里、而且投資過大（年產(chǎn)千噸多晶硅企業(yè)至少投資在10億元人民幣以上）。我國目前也有一些廠家引進(jìn)了俄羅斯的改進(jìn)改進(jìn)西門子法等工藝，其技術(shù)還有待于進(jìn)一步提高，存在有副產(chǎn)品回收利用、污染治理和防爆炸等問題需要解決。物理冶金法是近年來針對太陽能級多晶硅的質(zhì)量要求（6～7N）所發(fā)展起來的新工藝。其原理是利用如酸洗、通氣冶煉、真空冶煉、等離子體反應(yīng)、定向凝固、區(qū)域提純、直拉單晶等方法直接從工業(yè)級硅制造符合需求的太陽能級硅材料。近年來國外許多多晶硅企業(yè)如德國Wacker 和AG公司、挪威Elkem公司、日本新日鐵和德山等公司都紛紛介入這一領(lǐng)域，并已取得一定的進(jìn)展。這類方法的優(yōu)點(diǎn)是投資少（預(yù)計(jì)年產(chǎn)千噸6N多晶硅企業(yè)投資不高于1億元人民幣）、環(huán)境污染和安全的壓力較小。在國內(nèi)，近日，在中國科學(xué)院上海技物所自主研發(fā)的物理提純法關(guān)鍵技術(shù)的支持下，河南南陽方城縣迅天宇科技有限公司已經(jīng)能少量產(chǎn)出56N純度的太陽能電池硅產(chǎn)品，其電耗和水耗分別只有“西門子化學(xué)法”的1/3和1/10。據(jù)報(bào)道，目前已經(jīng)少量實(shí)現(xiàn)了對日、德等原進(jìn)口國的出口。該項(xiàng)目先期計(jì)劃年產(chǎn)2000噸。事實(shí)上，我國大多數(shù)物理冶金法工業(yè)的技術(shù)和工藝不成熟、其純度（4－5N）和質(zhì)量基本上還沒有達(dá)到太陽能級硅使用的需求。物理冶金法提純太陽能級硅材料所面臨的共同問題是如何有目的性、有選擇性的去除冶金法本身帶來的固有的雜質(zhì)問題。相關(guān)的企業(yè)對此問題認(rèn)識不足，一味的只想通過去除硼來提高質(zhì)量。事實(shí)上，太陽能電池材料對不同雜質(zhì)是有不同的純度要求的，硅中的金屬雜質(zhì)屬于深能級雜質(zhì)，甚至是多重能級雜質(zhì)和同時(shí)是施受主的雙重深能級雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在硅中對少數(shù)載流子的俘獲截面往往比硼和磷大2至3個(gè)數(shù)量級。極少量的金屬雜質(zhì)所造成的硅中少數(shù)載流子的有效壽命的降低將大大降低電池的光電轉(zhuǎn)換效率；因此，硅太陽能電池片中的上述各類金屬雜質(zhì)的對應(yīng)純度應(yīng)該更高達(dá)9N以上。另一方面，氧、氮和碳等在冶金法中工藝中最難去除的非金屬雜質(zhì)元素對太陽能電池材料質(zhì)量的影響也不清楚。高濃度的氧及其與硅中空位的絡(luò)合物與金屬雜質(zhì)的作用、氧沉淀等都是少數(shù)載流子的復(fù)合中心，降低少子的壽命。因此，針對物理冶金法的特點(diǎn)，開展影響導(dǎo)致太陽能級硅材料質(zhì)量的關(guān)鍵科學(xué)問題的基礎(chǔ)科學(xué)研究是一個(gè)急待進(jìn)行的項(xiàng)目。只有通過研究，確定是何種摻雜元素和何種元素占位影響少子壽命和少子壽命隨光照時(shí)間變化的規(guī)律后，才能有針對性的對材料進(jìn)行提純工作，最終獲得可實(shí)用的太陽能級硅材料。目前我國已有少數(shù)幾家企業(yè)能夠生產(chǎn)小批量4N～5N多晶硅。存在的主要問題是產(chǎn)量低、硅材料浪費(fèi)嚴(yán)重、質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)工藝均是通過各家企業(yè)通過無序的摸索而獲得的，沒有控制精度高的標(biāo)準(zhǔn)化工藝，在進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，以期獲得穩(wěn)定的太陽能級硅材料工藝的研發(fā)上還具有較大的盲目性。由于我國缺少半導(dǎo)體材料的檢測研究系統(tǒng)，企業(yè)的產(chǎn)品只能送到國外去測量，不能得到就地檢測，這種情況使得我們企業(yè)的工藝改進(jìn)速度緩慢，同時(shí)也增加了國外送檢過程中技術(shù)機(jī)密泄露的幾率。另一方面，我國還缺少半導(dǎo)體材料的物理機(jī)制研究系統(tǒng)，對產(chǎn)品中主要進(jìn)行影響材料能量轉(zhuǎn)化率及衰減過程與機(jī)理及解決辦法的理解和研究無法進(jìn)行，各企業(yè)只是一味的試圖提高硅的純度，而不是通過機(jī)理的研究，有指導(dǎo)性的進(jìn)行工藝改進(jìn)。物理冶金法提純太陽能級多晶硅已經(jīng)得到國家發(fā)改委的重視，在“國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于組織實(shí)施高純硅材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)專項(xiàng)的通知”（發(fā)改辦高技[2007]778號）中指出：“為實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)低成本太陽能級高純硅材料，重點(diǎn)開展物理法高純硅材料生產(chǎn)成套技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，使物理法規(guī)模化生產(chǎn)的高純硅純度達(dá)到6N以上，光伏電池組件轉(zhuǎn)換效率達(dá)到15％左右、壽命20年以上”。本專題針對我國物理冶煉法研究開發(fā)中所存在的技術(shù)瓶頸問題進(jìn)行開展研究，其特點(diǎn)是首先要初步建立較為完善的半導(dǎo)體材料檢測和物理機(jī)制研究系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上開展基于冶金法提純太陽能級硅應(yīng)用和基礎(chǔ)研究，明確影響太陽能電池材料中少子壽命和轉(zhuǎn)化效率衰減的關(guān)鍵性雜質(zhì)元素和雜質(zhì)元素的晶格占位。其次是對當(dāng)前所普遍采用的工業(yè)硅冶煉工藝進(jìn)行改進(jìn)，發(fā)展低成本精煉法。獲得基于冶金法提純太陽能級硅若干關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行工程化技術(shù)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。(二)主要技術(shù)難題從硅礦石的初冶煉階段開始改進(jìn)工藝，從源頭上減少對太陽能級硅質(zhì)量影響最大的硼元素進(jìn)入硅材料；開發(fā)環(huán)境友好濕法洗滌配方和技術(shù)，將初硅材料中的金屬雜質(zhì)降低至符合精練要求；開發(fā)新的高還原性添加劑和硼的固化劑，在精煉步驟中一步去除現(xiàn)有工藝難以去除的、影響太陽能電池材料中少子壽命和轉(zhuǎn)化效率衰減的硼、碳和氧等關(guān)鍵性雜質(zhì)元素；在現(xiàn)有的定向凝固工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展真空定向凝固方法，由此降低磷、氮、砷等非金屬元素的含量，并提高定向凝固晶塊的成品率。（三）擬達(dá)到的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提供解決硅材料中最關(guān)鍵雜質(zhì)B、P、O的有效去除方法，使提純后的硅材料中的B濃度低于1ppm、純度達(dá)到大于6N以上，少子壽命大于等于10微秒。初步建成一條50公斤級的冶金法生產(chǎn)太陽能級硅材料的實(shí)驗(yàn)性工藝線。研究影響硅太陽能電池材料效率與壽命的機(jī)理，探索提高光電轉(zhuǎn)換效率和電池壽命的有效途徑，制備出光電轉(zhuǎn)換效率大于15％（）的驗(yàn)證性太陽能電池（理論壽命大于20年）。建成基于太陽能多晶硅材料性能的先進(jìn)測試系統(tǒng)。能夠?qū)璨牧线M(jìn)行全元素（除H外）高精度定量檢測，金屬元素的檢出級達(dá)到ppb級，非金屬關(guān)鍵性元素B、P、As等檢出級達(dá)到ppm級。（四）技術(shù)需求單位能為該技術(shù)的順利實(shí)施所提供的條件本項(xiàng)目的主要工作由依托該單位的中科院材料化學(xué)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室來實(shí)施。該實(shí)驗(yàn)室于2001年3月成立。實(shí)驗(yàn)室以具有重要應(yīng)用價(jià)值的功能材料的微觀、介觀結(jié)構(gòu)研究為基礎(chǔ)，著重解決功能材料發(fā)展過程中新出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)與制備、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系問題，并在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)新型功能材料及器件的研制。主要研究方向包括新型光電信息功能晶體、光電子晶體器件的工程化研究與應(yīng)用開發(fā)、寬禁帶半導(dǎo)體材料、納米光電材料、材料分析與表征的新方法等。該實(shí)驗(yàn)室在半導(dǎo)體材料及其特性、光伏器件及其制作等方面，前期積累豐厚，研究基礎(chǔ)夯實(shí)，擁有相當(dāng)規(guī)模的研究設(shè)備和高水平的研究成果，充分具備了高水平完成本申請的研究計(jì)劃的基礎(chǔ)和條件。值得一提的是，該研究團(tuán)隊(duì)在國家973課題（基于納米結(jié)構(gòu)的寬光譜高效太陽能電池關(guān)鍵科學(xué)問題）中作為子項(xiàng)目負(fù)責(zé)承擔(dān)了與太陽能電池基礎(chǔ)科學(xué)問題和器件制造相關(guān)的重要任務(wù)，證明了該研究隊(duì)伍在太陽能電池研究上國內(nèi)領(lǐng)先的基礎(chǔ)和研究實(shí)力。實(shí)驗(yàn)室擁有一支結(jié)構(gòu)合理、創(chuàng)新能力強(qiáng)和專業(yè)水平高的功能材料化學(xué)與物理研究隊(duì)伍，現(xiàn)有固定人員66人，其中中國科學(xué)院院士1名、研究員19名、博士生導(dǎo)師16名、杰出青年基金獲得者3名、國家百千萬人才工程入選者2名、中科院“百人計(jì)劃”入選者7名。實(shí)驗(yàn)室擁有材料物理與化學(xué)、凝聚態(tài)物理、無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)4個(gè)博士培養(yǎng)點(diǎn)，已培養(yǎng)畢業(yè)碩士研究生53名、博士研究生48名、博士后2名，在學(xué)碩士研究生83名、博士研究生66名。實(shí)驗(yàn)室擁有光電子晶體和半導(dǎo)體材料的制備和性能檢測的先進(jìn)完善科學(xué)儀器設(shè)備，總價(jià)值5000多萬元，另外，實(shí)驗(yàn)室擁有一支穩(wěn)定的經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)的儀器測試工程技術(shù)人員隊(duì)伍，為材料和器件的研發(fā)提供技術(shù)支撐。2002年以來，實(shí)驗(yàn)室在功能材料的結(jié)構(gòu)、制備和性能研究方面承擔(dān)了國家、省部級、地方企業(yè)等各類科技計(jì)劃項(xiàng)目100多項(xiàng)，共爭取經(jīng)費(fèi)9290多萬元。三、聯(lián)系人及聯(lián)系電話黃豐，059183792630，13950311991基于物理冶金法提純太陽能級硅材料若干關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用一、所需技術(shù)名稱基于物理冶金法提純太陽能級硅材料若干關(guān)鍵技術(shù)二、所需技術(shù)的主要內(nèi)容（一）背景面對當(dāng)前化石能源資源逐漸走向枯竭和大量耗用化石能源對生態(tài)環(huán)境的影響日益突出的國內(nèi)外形