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單晶和多晶區(qū)別-全文預覽

2024-08-28 03:37 上一頁面

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【正文】 08年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。   一、國際多晶硅產(chǎn)業(yè)概況   當前,晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是最主要的光伏材料,其市場占有率在90%以上,而且在今后相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅可作拉制單晶硅的原料,多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。目前,人們已經(jīng)能制造出純度為十二個9 的單晶硅。例如在力學性質(zhì)、電學性質(zhì)等方面,多晶硅均不如單晶硅。據(jù)報道,目前在50~60微米多晶硅襯底上制作的電池效率超過16%。 在太陽能利用上,單晶硅和多晶硅也發(fā)揮著巨大的作用。 依托高校以及研究院所,加強新一代低成本工藝技術基礎性及前瞻性研究,建立低成本太陽能及多晶硅研究開發(fā)的知識及技術創(chuàng)新體系,獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)工藝和技術。 國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)技術創(chuàng)新能力不強,基礎研究資金投入太少,尤其是非標設備的研發(fā)制造能力差。2005年中國太陽能用單晶硅企業(yè)開工率在20%-30%,半導體用單晶硅企業(yè)開工率在80%-90%,無法實現(xiàn)滿負荷生產(chǎn),多晶硅技術和市場仍牢牢掌握在美、日、德國的少數(shù)幾個生產(chǎn)廠商中,嚴重制約我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 1995年后,棱光實業(yè)公司和重慶天原化工廠相繼停產(chǎn)。 到2005年底國內(nèi)太陽能電池產(chǎn)能達到300MW,實際能形成的產(chǎn)量約為110MW,需要多晶硅1400噸左右,預測到2010年太陽能電池產(chǎn)量達300MW,需要多晶硅保守估計約4200噸,因此太陽能電池的生產(chǎn)將大大帶動多晶硅需求的增加,見表3。 (2)新一代低成本多晶硅工藝技術研究空前活躍。   當?shù)赜嘘P人士表示,該項目的實施,不僅可以有效緩解國內(nèi)光伏行業(yè)發(fā)展中遭遇的原料短缺等瓶頸制約,而且可以有力提升我國光伏產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力。 目前公司正致力于發(fā)展成為一個“世界級光伏企業(yè)”。工廠坐落于江西省新余市經(jīng)濟開發(fā)區(qū),專注于太陽能多晶硅鑄錠及多晶硅片研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高新技術光伏企業(yè),擁有國際最先進的生產(chǎn)技術和設備。 支持最具條件的改良西門子法共性技術的實施,加快突破千噸級多晶硅產(chǎn)業(yè)化關鍵技術,形成從材料生產(chǎn)工藝、裝備、自動控制、回收循環(huán)利用的多晶硅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線,材料性能接近國際同類產(chǎn)品指標;建成節(jié)能、低耗、環(huán)保、循環(huán)、經(jīng)濟的多晶硅材料生產(chǎn)體系,提高我們多晶硅在國際上的競爭力。 千噸級工藝和設備技術的可靠性、先進性、成熟性以及各子系統(tǒng)的相互匹配性都有待生產(chǎn)運行驗證,并需要進一步完善和改進。 三、行業(yè)發(fā)展的主要問題 同國際先進水平相比,國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)化方面的差距主要表現(xiàn)在以下幾個方面: 產(chǎn)能低,供需矛盾突出。 我國多晶硅工業(yè)起步于五、六十年代中期,生產(chǎn)廠多達20余家,生由于生產(chǎn)技術難度大,生產(chǎn)規(guī)模小,工藝技術落后,環(huán)境污染嚴重,耗能大,成本高,絕大部分企業(yè)虧損而相繼停產(chǎn)和轉(zhuǎn)產(chǎn),到1996年僅剩下四家,即峨眉半導體材料廠(所),洛陽單晶硅廠、天原化工廠和棱光實業(yè)公司,產(chǎn)能與生產(chǎn)技術都與國外有較大的差距。目前多晶硅市場的持續(xù)升溫,導致各生產(chǎn)廠商紛紛列出了擴產(chǎn)計劃,根據(jù)來自國際光伏組織的統(tǒng)計,至2008年全球多晶硅的產(chǎn)能將達49550噸,至2010年將達58800噸。 2005年中國太陽能電池用單晶硅企業(yè)開工率在20%-30%,半導體用單晶硅企業(yè)開工率在80%-90%,都不能滿負荷生產(chǎn),主要原因是多晶硅供給量不足所造成的。除了傳統(tǒng)工藝(電子級和太陽能級兼容)及技術升級外,還涌現(xiàn)出了幾種專門生產(chǎn)太陽能級多晶硅的新工藝技術,主要有:改良西門子法的低價格工藝;冶金法從金屬硅中提取高純度硅;高純度SiO2直接制取;熔融析出法(VLD:Vaper to liquid deposition);還原或熱分解工藝;無氯工藝技術,Al-Si溶體低溫制備太陽能級硅;熔鹽電解法等。 國際多晶硅主要技術特征有以下兩點: (1)多種生產(chǎn)工藝路線并存,產(chǎn)業(yè)化技術封鎖、壟斷局面不會改變。從上述的推測分析,至2010年太陽能電池用多晶硅至少在30000噸以上,表2給出了世界太陽能多晶硅工序的預測。其中,用于電子級多晶硅占55%左右,太陽能級多晶硅占45%,隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高于半導體多晶硅的發(fā)展,預計到2008年太陽能多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。 一、國際多晶硅產(chǎn)業(yè)概況 當前,晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是最主要的光伏材料,其市場占有率在90%以上,而且在今后相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅可作拉制單晶硅的原料,多晶硅與單晶硅的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。電子工業(yè)中廣泛用于制造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎材料。加熱至800℃以上即有延性,1300℃時顯出明顯變形。熔點1410℃。 近年來,各種晶體材料,特別是以單晶硅為代表的高科技附加值材料及其相關高技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,成為當代信息技術產(chǎn)業(yè)的支柱,并使信息產(chǎn)業(yè)成為全球經(jīng)濟發(fā)展中增長最快的先導產(chǎn)業(yè)。其主要用途是用作半導體材料和利用太陽能光伏發(fā)電、供熱等。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其導電的程度,而形成p型硅半導體;如摻入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高導電程度,形成n型硅半導體。用高純度的多晶硅在單晶爐內(nèi)拉制而成。具有基本完整的點陣結(jié)構(gòu)的晶體。單晶硅是電子計算機、自動控制系統(tǒng)等現(xiàn)代科學技術中不可缺少的基本材料。多晶硅可作為拉制單晶硅的原料。單晶硅和多晶硅的區(qū)別是,當熔融的單質(zhì)硅凝固時,硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核,如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒,則形成單晶硅。例如在力學性質(zhì)、電學性質(zhì)等方面,多晶硅均不如單晶硅。目前,人們已經(jīng)能制造出純度為十二個9 的單晶硅。 單晶硅片的單價是論片算,不會按噸算的,這里還要區(qū)分是太陽能級還是IC級,這里我只知道關于6寸太陽能級硅片,每片價格在53元左右 單晶硅的制造方法和設備 一種單晶硅壓力傳感器制造方法及其結(jié)構(gòu) 單晶硅生產(chǎn)裝置 制造單晶硅的設備 單晶硅直徑測定法及其設備 單晶硅直徑控制法及其設備 【單晶硅】 英文名: Monocrystalline silicon 分子式: Si 硅的單晶體。用于制造半導體器件、太陽能電池等。超純的單晶硅是本征半導體。 用途: 是制造半導體硅器件的原料,用于制大功率整流器、大功率晶體管、二極管、開關器件等 單晶硅是一種比較活潑的非金屬元素,是晶體材料的重要組成部分,處于新材料發(fā)展的前沿。%的硅元素,為單晶硅的生產(chǎn)提供了取之不盡的源泉。~。硬度介于鍺和石英之間,室溫下質(zhì)脆,切割時易碎裂。具有半導體性質(zhì),是極為重要的優(yōu)良半導體材料,但微量的雜質(zhì)即可大大影響其導電性。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時,硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核,如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒,則這些晶粒結(jié)合起來,就結(jié)晶成多晶硅。多晶硅和單晶硅可從外觀上加以區(qū)別,但真正的鑒別須通過分析測定晶體的晶面方向、導電類型和電阻率等。按純度要求不同,分為電子級和太陽能級。 據(jù)悉,美國能源部計劃到2010年累計安裝容量4600MW,日本計劃2010年達到5000MW,歐盟計劃達到6900MW,預計2010年世界累計安裝量至少18000MW。 世界多晶硅主要生產(chǎn)企業(yè)有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美國的Hemlock、Asimi、SGS、MEMC公司,德國的Wacker公司等,其年產(chǎn)能絕大部分在1000噸以上,其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三個公司生產(chǎn)規(guī)模最大,年生產(chǎn)能力均在3000-5000噸。 (2)新一代低成本多晶硅工藝技術研究空前活躍。到2005年底國內(nèi)太陽能電池產(chǎn)能達到300MW,實際能形成的產(chǎn)量約為110MW,需要多晶硅1400噸左右,預測到2010年太陽能電池產(chǎn)量達300MW,需要多晶硅保守估計約4200噸,因此太陽能電池的生產(chǎn)將大大帶動多晶硅需求的增加,見表3。2005年半導體用多晶硅短缺6000噸,加上太陽能用多晶硅缺口4424噸,合計10424噸,供給嚴重不足,導致全球多晶硅價格上漲。根據(jù)歐洲光伏工業(yè)聯(lián)合會的2010年各國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃預計,屆時全球光伏產(chǎn)量將達到15GW(1GW=1000MW),設想其中60%使用多晶硅為原材料,如果技術進步每MW消耗10噸多晶硅,保守估計全球至少需要太陽能多晶硅5萬噸以上。四川峨眉半導體材料廠(所)是國內(nèi)最早擁有多晶硅生產(chǎn)技術的企業(yè),2005年太陽能電池用戶投資,擴產(chǎn)的220噸多晶硅生產(chǎn)線將于2006年上半年投產(chǎn),四川新光硅業(yè)公司實施的1000噸多晶硅生產(chǎn)線正在加快建設,計劃在2006年底投產(chǎn),此外,云南、揚州、上海、黑河、錦州、青海、內(nèi)蒙、宜昌、廣西、重慶、遼寧、邯鄲、保定、浙江等地也有建生產(chǎn)線設想。 工藝設備落后,同類產(chǎn)品物料和電力消耗過大,三廢問題多,與國際水平相比,國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)物耗能耗高出1倍以上,產(chǎn)品成本缺乏競爭力。 四、行業(yè)發(fā)展的對策與建議 發(fā)展壯大我國多晶硅產(chǎn)業(yè)的市場條件已經(jīng)基本具備、時機已經(jīng)成熟,國家相關部門加大對多晶硅產(chǎn)業(yè)技術研發(fā),科技創(chuàng)新、工藝完善、項目建設的支持力度,抓住有利時機發(fā)展壯大我國的多晶硅產(chǎn)業(yè)。 我國從事半導體硅材料生產(chǎn)企業(yè)概況: . 1,河北寧晉單晶硅基地 2,有研半導體材料股份公司 3,洛洛陽單晶硅有限責任公司/陽中
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