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課程設計---多晶硅的生產工藝-資料下載頁

2026-05-23 01:53本頁面

　　

【正文】英坩堝的溫度降至1 420℃ ~1 440 ℃硅熔點。然后逐漸打開保溫罩，使硅熔料與周圍形成熱交換，使熔體的溫度自底部開始降低，晶體硅首先在底部形成，并呈柱狀向上生長，生長過程中固液界面始終保持與水平面基本平行，直至晶體生長完成，該過程約需要20 ~ 22 h。(5) 退火。晶體生長完成后，晶錠保持在熔點附近2 ~ 4 h，使晶錠溫度均勻，以減少熱應力。這樣可以減少硅片加工和電池制備過程中容易造成硅片碎裂。(6)冷卻。退火完成后，關閉加熱功率，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，爐內氣壓逐漸上升至大氣壓，最后打開爐室，取出晶錠，該過程約需10 h。這種爐型最大優點是結構簡單，坩堝底部無需水冷。其次是側面加熱，底部溫度較表層溫度高，形成較強烈對流，有利于提純。缺點是熱效率不高，生長周期較長，約需55~60 h。熱損耗太大，硅錠耗電約15~18 (kWh)/kg。所以經上述比較得出，采用熱交換法比較穩定與成熟，但電磁澆鑄很有前途，它的很多方面表現出很多熱交換法無法相比的優勢，是未來鑄造多晶硅的發展趨勢。3現狀與展望當前高純多晶硅的制備和提純技術只掌握在美、日、德等國的近10家大公司手中, 如 Hemlock、Wacker、Tokuyama、REC等公司, 目前這 4 家大公司所生產的高純多晶硅占據世界高純多晶硅產量 70% 以上的份額, 對整個世界高純多晶硅材料市場形成了絕對的壟斷。表2 為 2006 年國際上一些大公司生產的高純多晶硅材料產能和所占份額。表2 2006 年世界各大公司多晶硅的產能及其份額我國的多晶硅產量與產能如表3所示。表3 2006—2007 我國的多晶硅產量與產能目前，我國和國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：(1) 高純硅材料已成為制約光伏產業發展的瓶頸。打破技術壟斷, 引進國外先進技術, 同時努力探尋制備高純硅材料的新方法和新工藝, 提高自主研發水平, 降低高純多晶硅料的生產成本勢在必行。（2）高純硅的制備和提純是一個技術含量高、能耗高、甚至對環境會造成污染的過程。改良西門子法投資大、工藝復雜、若用其制造太陽能級多晶硅則顯得成本太高, 缺乏經濟性, 不太適宜, 需要國內準備上線的多晶硅企業清醒判斷。物理提純法技術有難度, 設備要求高, 但成本低, 工藝相對簡單, 技術發展空間比較大, 是最有希望實現大規模太陽能級硅生產的技術。(3) 越來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, 這將對當前高純硅材料供不應求的局面起到一定的緩解作用。參考文獻[1]. 李俊峰, 王斯成, 等. 2007 年中國光伏發展報告. 北京: 中國環境科學出版社, 2007. 16[2]. [M].北京：化學工業出版社，2006.[3]. 趙玉文，吳達成，勵旭東，[J].太陽能，2007（3）：710.[4]. 郭景杰, 黃鋒, 陳瑞潤, 等. 太陽能電池用多晶硅鑄造技術研究進展[ J] . 特種鑄造及有色合金, 2008, 28( 7) : 516.[5]. 武冠男, 張軍, 劉林, 等. 太陽能級多晶硅定向凝固技術的研究進展[ J] . 鑄造技術, 2008, 29( 5) : 673.[6]. 馬曉東, 張劍, 李延舉. 冶金法制備太陽能級多晶硅的研究進展[ J] . 今日鑄造, 2007( 9) : 1288.[7]. 謝建生, 李金華. 太陽電池研究的現狀與發展前景[J].江蘇工業學院學報,2008,20(3):69 37.[8]. 梁駿吾. 電子級多晶硅的生產工藝[J] . 中國工程科學,2000, 2(12 ):3439.[9]. [N].科學時報,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. 太陽能級多晶硅定向凝固技術的研究進展[ J] . 鑄造技術, 2008, 29(5) : 673.[13]. 汪建軍, 劉金霞. 太陽能電池及材料研究和發展現狀[ J] . 浙江萬里學院學報, 2006, 19(5) : 73.

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