課程設(shè)計(jì)---多晶硅的生產(chǎn)工藝-資料下載頁(yè)
2025-06-01 01:53本頁(yè)面
【正文】 英坩堝的溫度降至1 420℃ ~1 440 ℃硅熔點(diǎn)。然后逐漸打開(kāi)保溫罩，使硅熔料與周?chē)纬蔁峤粨Q，使熔體的溫度自底部開(kāi)始降低，晶體硅首先在底部形成，并呈柱狀向上生長(zhǎng)，生長(zhǎng)過(guò)程中固 液界面始終保持與水平面基本平行，直至晶體生長(zhǎng)完成，該過(guò)程約需要20 ~ 22 h。(5) 退火。晶體生長(zhǎng)完成后，晶錠保持在熔點(diǎn)附近2 ~ 4 h，使晶錠溫度均勻，以減少熱應(yīng)力。這樣可以減少硅片加工和電池制備過(guò)程中容易造成硅片碎裂。(6)冷卻。退火完成后，關(guān)閉加熱功率，提升保溫罩，通入大流量氬氣，使晶體溫度逐漸降低至室溫附近。同時(shí)，爐內(nèi)氣壓逐漸上升至大氣壓，最后打開(kāi)爐室，取出晶錠，該過(guò)程約需10 h。這種爐型最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，坩堝底部無(wú)需水冷。其次是側(cè)面加熱，底部溫度較表層溫度高，形成較強(qiáng)烈對(duì)流，有利于提純。缺點(diǎn)是熱效率不高，生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，約需55~60 h。熱損耗太大，硅錠耗電約15~18 (kWh)/kg。 所以經(jīng)上述比較得出，采用熱交換法比較穩(wěn)定與成熟，但電磁澆鑄很有前途，它的很多方面表現(xiàn)出很多熱交換法無(wú)法相比的優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)鑄造多晶硅的發(fā)展趨勢(shì)。3現(xiàn)狀與展望當(dāng)前高純多晶硅的制備和提純技術(shù)只掌握在美、日、德等國(guó)的近10家大公司手中, 如 Hemlock、Wacker、Tokuyama、REC等公司, 目前這 4 家大公司所生產(chǎn)的高純多晶硅占據(jù)世界高純多晶硅產(chǎn)量 70% 以上的份額, 對(duì)整個(gè)世界高純多晶硅材料市場(chǎng)形成了絕對(duì)的壟斷。表2 為 2006 年國(guó)際上一些大公司生產(chǎn)的高純多晶硅材料產(chǎn)能和所占份額。表2 2006 年世界各大公司多晶硅的產(chǎn)能及其份額我國(guó)的多晶硅產(chǎn)量與產(chǎn)能如表3所示。表3 2006—2007 我國(guó)的多晶硅產(chǎn)量與產(chǎn)能目前，我國(guó)和國(guó)外在多晶硅的制造方面存在一定差距，我們需在以下方加以改進(jìn)：(1) 高純硅材料已成為制約光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。打破技術(shù)壟斷, 引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù), 同時(shí)努力探尋制備高純硅材料的新方法和新工藝, 提高自主研發(fā)水平, 降低高純多晶硅料的生產(chǎn)成本勢(shì)在必行。（2）高純硅的制備和提純是一個(gè)技術(shù)含量高、能耗高、甚至對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染的過(guò)程。改良西門(mén)子法投資大、工藝復(fù)雜、若用其制造太陽(yáng)能級(jí)多晶硅則顯得成本太高, 缺乏經(jīng)濟(jì)性, 不太適宜, 需要國(guó)內(nèi)準(zhǔn)備上線(xiàn)的多晶硅企業(yè)清醒判斷。 物理提純法技術(shù)有難度, 設(shè)備要求高, 但成本低, 工藝相對(duì)簡(jiǎn)單, 技術(shù)發(fā)展空間比較大, 是最有希望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模太陽(yáng)能級(jí)硅生產(chǎn)的技術(shù)。(3) 越來(lái)越多的高純廢棄硅材料的回收再利用已引起人們的興趣和熱情, 這將對(duì)當(dāng)前高純硅材料供不應(yīng)求的局面起到一定的緩解作用。參考文獻(xiàn)[1]. 李俊峰, 王斯成, 等. 2007 年中國(guó)光伏發(fā)展報(bào)告. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 2007. 16[2]. [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.[3]. 趙玉文，吳達(dá)成，勵(lì)旭東，[J].太陽(yáng)能，2007（3）：710.[4]. 郭景杰, 黃鋒, 陳瑞潤(rùn), 等. 太陽(yáng)能電池用多晶硅鑄造技術(shù)研究進(jìn)展[ J] . 特種鑄造及有色合金, 2008, 28( 7) : 516.[5]. 武冠男, 張軍, 劉林, 等. 太陽(yáng)能級(jí)多晶硅定向凝固技術(shù)的研究進(jìn)展[ J] . 鑄造技術(shù), 2008, 29( 5) : 673.[6]. 馬曉東, 張劍, 李延舉. 冶金法制備太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的研究進(jìn)展[ J] . 今 日鑄造, 2007( 9) : 1288.[7]. 謝建生, 李金華. 太陽(yáng)電池研究的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2008,20(3):69 37.[8]. 梁駿吾. 電子級(jí)多晶硅的生產(chǎn)工藝[J] . 中國(guó)工程科學(xué),2000, 2(12 ):3439.[9]. [N].科學(xué)時(shí)報(bào),2008，23（10）：290298.[10].蔣廣生. 三氯氫硅制備工藝介紹[J].，32（6）:4650.[11].王鵬選. 太陽(yáng)能電池多晶硅鑄錠的凝固原理和方法淺談[J].,24(163)：1519.[12]. 武冠男, 張軍, 劉林, 等. 太陽(yáng)能級(jí)多晶硅定向凝固技術(shù)的研究進(jìn)展[ J] . 鑄造技術(shù), 2008, 29(5) : 673.[13]. 汪建軍, 劉金霞. 太陽(yáng)能電池及材料研究和發(fā)展現(xiàn)狀[ J] . 浙江萬(wàn)里學(xué)院學(xué)報(bào), 2006, 19(5) : 73.
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