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冶金法制备太阳能级多晶硅的原理与生产工艺研究进展

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文档简介:

冶金法制备太阳能级多晶硅的原理与生产工艺研究进展第3期2011年6月矿产综合利用MultipurposeUtilizationofMineralResourcesNo.3Jun.201l冶金法制备太阳能级多晶硅的原理与生产工艺研究进展念保义,陈兴顺,何绍福(三明学院资源开发与规划研究所,福建三明365004)摘要:随着硅集成电路和器件以及太阳能电池产业的快速发展,导致了高纯多晶硅的严重脱销和价格暴涨,制约了光伏发电产业的发展。由于硅材料的成本约占太阳能电池总成本的50%左右,所以低成本提纯冶金硅至太阳能级硅工艺技术越来越受到广泛重视,成为研究开发热点。分析了全球光伏产业的发展现状和趋势,重点阐述了冶金法制备太阳能级多晶硅的原理,分析比较了几种典型低成本生产太阳能级多晶硅的技术工艺,并指出未来冶金法的发展趋势。关键词:冶金法;太阳能级多晶硅;研究进展中图分类号:TF111文献标识码:A文章编号:1000-6532(2011)03-0008-06单晶硅(Si)是信息技术、电子技术和光伏技术的最重要的基础材料,是影响国家未来在高科技和能源领域的全局性利益和地位的战略资源。面对当前世界性传统能源的枯竭,石油价格持续攀升的形势,太阳能作为可再生的洁净能源的独特优势受到了世界各国的高度重视。近十年,半导体级和太阳能级硅的需求分别以每年5%和20%速度急剧递增⋯。图1为未来全球太阳能级硅的需求状况,从中可以看出世界对太阳能级硅的需求旺盛,由于si材料的成本约占太阳能电池总成本的50%,所以,价格昂贵的si材料成为制约光伏产业发展的重要因素。在相同光致效率(conversionefficiencyoflight—induced)下,降低si材料的成本是降低硅太阳能电池成本的关键措施。因此,为了满足光伏产业对多晶硅原材料的强大需求,大力开发针对太阳能用高纯多晶硅的低成本生产技术,已成为国际光伏产业竞争的焦点J。高纯多晶硅的生产方法主要有化学法和冶金法两类。化学法主要采用日本的改良西门子法,该法通过控制SiHCI,纯度,不仅可生产太阳能级多晶硅(6—8N)而且还可生产半导体级多晶硅(9—11N),是目前化学法生产多晶硅最为成熟的工艺,其产品】{卜、_,\略图l未来全球太阳能级硅的需求状况主要应用于高精密的电子芯片。但是,由于副产物SiCI对环境产生严重的污染,能耗高,其中电力成本占总成

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