晶硅太阳能电池生产线工艺及设备调研报告定稿版
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晶体硅太阳能电池原理与制造工艺晶体硅太阳能电池原理与制造工艺1.硅太阳能电池丄作原理与结构太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应一般的半导体主要结构如图1-1:图1-1 半导体主要结构正电荷表示硅原子负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子当硅晶体中掺入其他的杂质如硼、磷等当掺入硼时硅晶体中就会存在着一个空穴它的形成可以参照图1-2o图1-2 P型半导体正电荷表示硅原子负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子黃色表示掺入的硼原子因为硼原子周围只有3个电子所以就会产生如图1-2所示的蓝色的空穴这个空穴因为没有电子而变得很不稳定容易吸收电子而中和形成Ppositive型半导体。
同样掺入磷原子以后因为磷原子有五个电子所以就会有一个电子变得非常活跃形成Nnegative型半导体。
黄色的为磷原子核红色的为多余的电子。
如图1-3所示。
图1-3 '型半导体正电荷表示硅原子负电荷表示圉绕在硅原子旁边的四个电子黃色表示掺入的磷原子当P型和'型半导体结合在一起时在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊的薄层界面的P型一侧带负电'型一侧带正电。
这是由于P型半导体多空穴X型半导体多自由电子出现了浓度差。
N区的电子会扩散到PP的“内电场”从而阻止扩区P区的空穴会扩散到N区一旦扩散就形成了一个由N指向散进行如图1-4所示。
达到平衡后就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差这就是P\结。
图1-4内电场的形成当晶片受光后PN结中N型半导体的空穴往P 型区移动而P型区中的电子往X型区移动从而形成从X型区到P型区的电流。
然后在P\结中形成电势差这就形成了电源。
如图1-5所示图1 -5硅太阳电池结构示意图由于半导体结后如果在半导体中流动电阻非常大损耗也就非常不是电的良导体电子在通过pn大。
但如果在上层全部涂上金属阳光就不能通过电流就不能产生因此一般用金属网格覆盖p-n结如图1-6梳状电极以增加入射光的面积。
图1-6梳状电极及SiO2保护膜另外硅表面非常光亮会反射掉大量的太阳光不能被电池利用。
晶体硅太阳能电池的制造工艺流程一、硅材料的准备首先,需要获取高纯度的硅材料作为太阳能电池的基础材料。
常用的硅材料有硅硷、多晶硅和单晶硅。
这些材料一般通过熔炼、洗涤和纯化等工艺步骤进行准备,以确保材料的纯度和质量符合要求。
二、硅片的制备在准备好的硅材料中,首先需要将硅材料熔化并形成硅棒。
硅棒可以采用单晶硅棒或多晶硅棒,通过将硅材料放入熔炉中进行熔化并慢慢降温,以获得纯度高的硅棒。
接下来,通过使用切割机将硅棒切割成很薄的硅片。
这些硅片称为硅片,硅片的厚度通常为几十微米到几百微米。
三、电池片的制备在硅片制备好后,需要对硅片进行一系列的加工工艺,以形成能够转化太阳能的电池片。
首先,通过在硅片表面涂上磷化剂,然后将硅片放入磷化炉中进行磷化反应,使硅片表面形成一层钙钛矿薄膜。
这一步骤的目的是增加太阳能的吸收能力。
接着,需要在硅片上涂覆一层导电膜。
最常用的导电膜是铝或铝合金,在硅片表面蒸镀一层铝膜。
该层铝膜将形成电场,使得硅片的上下两面形成正负两极。
最后,通过将硅片放入扫描激光器中进行图案化处理,将电池片分成多个小的电池单元,形成电池片。
四、组装在制造完电池片后,还需要将电池片组装成最终的太阳能电池模块。
电池片通过焊接或粘贴在玻璃基板上,并加上前电极和后电极,形成电池模块。
同时,还需将电池模块封装起来,以保护电池片并增加光的吸收。
最后,经过严格的测试和质量检查,太阳能电池模块将会被装配成太阳能电池板,并投入市场使用。
总结起来,晶体硅太阳能电池的制造工艺流程主要包括硅材料的准备、硅片的制备、电池片的制备和组装。
这些步骤涉及到多种物理、化学和加工工艺,需要高技术水平和严格的质量控制。
不断的研发和创新使得晶体硅太阳能电池在效率和可靠性方面得到了不断的提升。
标题:年产2GW晶体硅太阳能电池项目可行性研究报告摘要:本报告旨在分析和评估年产2GW晶体硅太阳能电池项目的可行性。
通过市场需求、技术可行性、投资成本和收益等方面的分析,得出该项目具有良好的可行性和潜力。
报告的结论对于决策者和投资者在决定是否参与该项目或提供资金支持时具有重要指导意义。
一、引言太阳能发电作为清洁能源的重要组成部分,在全球范围内得到了越来越多的关注和应用。
晶体硅太阳能电池作为太阳能发电的核心技术,具有高效、稳定、可靠的特点。
本报告将对年产2GW晶体硅太阳能电池项目进行可行性研究。
二、市场需求分析目前,全球对清洁能源的需求不断增长。
太阳能发电作为一种可再生能源,具有广阔的市场潜力。
经过市场调研和数据分析,预计未来几年太阳能发电市场将保持良好的增长态势。
这将为年产2GW晶体硅太阳能电池项目提供稳定的市场需求。
三、技术可行性分析晶体硅太阳能电池作为目前最常用的太阳能电池技术之一,已经经过多年的研发和改进。
其技术成熟稳定,能够在各种日照条件下实现高效发电。
年产2GW晶体硅太阳能电池项目拥有现代化的生产设备和先进的技术,具备满足市场需求的能力。
四、投资成本分析五、收益分析年产2GW晶体硅太阳能电池项目的收益主要来自于太阳能电池的销售和电力发电的销售。
随着市场需求的增加和太阳能发电技术的成熟,该项目的收益优势逐渐凸显。
根据市场预测和成本分析,可以得出该项目具有可观的经济效益。
六、风险分析在项目实施过程中可能存在的风险主要包括市场风险、技术风险和政策风险。
市场风险主要体现在需求的不确定性和竞争的加剧;技术风险主要包括生产工艺的稳定性和生产成本的控制;政策风险主要体现在政府支持政策的变化和补贴政策的不确定性。
项目方需要制定相应的风险管理措施,降低风险对项目运营的影响。
七、结论通过对年产2GW晶体硅太阳能电池项目进行市场需求、技术可行性、投资成本和收益等方面的分析,可以得出该项目具有良好的可行性和潜力。
提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。
晶体硅太阳能电池的制造工艺流程说明如下:
(1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。
(2)清洗:用常规的硅片清洗方法清洗,然后用酸(或碱)溶液将硅片表面切割损伤层除去30-50um。
(3)制备绒面:用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。
(4)磷扩散:采用涂布源(或液态源,或固态氮化磷片状源)进行扩散,制成PN+结,结深一般为0。
3-0。
5um。
(5)周边刻蚀:扩散时在硅片周边表面形成的扩散层,会使电池上下电极短路,用掩蔽湿法腐蚀或等离子干法腐蚀去除周边扩散层。
(6)去除背面PN+结.常用湿法腐蚀或磨片法除去背面PN+结.
(7)制作上下电极:用真空蒸镀、化学镀镍或铝浆印刷烧结等工艺。
先制作下电极,然后制作上电极。
铝浆印刷是大量采用的工艺方法.
(8)制作减反射膜:为了减少入反射损失,要在硅片表面上覆盖一层减反射膜.制作减反射膜的材料有MgF2 ,SiO2 ,Al2O3,SiO ,Si3N4 ,TiO2 ,Ta2O5等。
工艺方法可用真空镀膜法、离子镀膜法,溅射法、印刷法、PECVD法或喷涂法等。
(9)烧结:将电池芯片烧结于镍或铜的底板上。
(10)测试分档:按规定参数规范,测试分类。
由此可见,太阳能电池芯片的制造采用的工艺方法与半导体器件基本相同,生产的工艺设备也基本相同,但工艺加工精度远低于集成电路芯片的制造要求,这为太阳能电池的规模生产提供了有利条件。
单晶硅太阳能电池1.基本结构指电极图1太阳能电池的基本结构及工作原理2,太阳能电池片的化学清洗工艺切片要求:①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。
②断面完整性好,消除拉丝、刀痕和微裂纹。
③提高成品率,缩小刀(钢丝)切缝,降低原材料损耗。
④提高切割速度,实现自动化切割。
具体来说太阳能硅片表面沾污大致可分为三类:1、有机杂质沾污:可通过有机试剂的溶解作用,结合兆声波清洗技术来去除。
2、颗粒沾污:运用物理的方法可采机械擦洗或兆声波清洗技术来去除粒径;0.4仙颗粒,利用兆声波可去除>0.2飘粒。
3、金属离子沾污:该污染必须采用化学的方法才能将其清洗掉。
硅片表面金属杂质沾污又可分为两大类:(1)、沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。
(2)、带正电的金属离子得到电子后面附着(尤如电镀”)到硅片表面。
1、用H2O2作强氧化剂,使电镀”附着到硅表面的金属离子氧化成金属,溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。
2、用无害的小直径强正离子(如H+),一般用HCL作为H+的来源,替代吸附在硅片表面的金属离子,使其溶解于清洗液中,从而清除金属离子。
3、用大量去离子水进行超声波清洗,以排除溶液中的金属离子。
由于SC-1是H2O2和NH40H的碱性溶液,通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用,使有机物沾污变成水溶性化合物,随去离子水的冲洗而被排除;同时溶液具有强氧化性和络合性,能氧化Cr、Cu、Zn、Ag、Ni、Co、Ca、Fe、Mg等,使其变成高价离子,然后进一步与碱作用,生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。
因此用SC-1液清洗抛光片既能去除有机沾污,亦能去除某些金属沾污。
在使用SC-1液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的清洗效果。
另外SC-2是H2O2和HCL的酸性溶液,具有极强的氧化性和络合性,能与氧化以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。
被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。
晶体硅太阳能电池及组件生产投资项目分析报告一、项目背景二、项目概述本项目拟在地区新建晶体硅太阳能电池及组件生产厂,主要生产晶体硅太阳能电池及组件。
项目总投资额为X万元,拟建设厂房面积为XX平方米,预计年产值可达到X万元。
三、市场分析1.国内市场需求:随着国家政策的出台和能源结构调整的推进,晶体硅太阳能电池及组件在国内市场的需求逐渐增加。
尤其在工业领域和家庭领域的应用增长迅猛。
2.国际市场需求:全球太阳能市场规模不断扩大,国际市场对晶体硅太阳能电池及组件的需求量也在增长。
尤其是发展中国家对太阳能产品的需求增长较快。
四、竞争分析1.技术优势:本项目采用先进的生产工艺和设备,具备与国内外主流企业竞争的技术实力。
2.品牌优势:本项目拥有自主品牌,并与多家合作伙伴建立了良好的合作关系,具备较强的品牌认知度。
3.成本优势:本项目与上下游产业链紧密结合,能够降低生产成本,提高竞争力。
五、投资回报分析1.资金投入:本项目总投资X万元,其中建设投资占XX%,设备投资占XX%,流动资金投资占XX%。
2.收入预测:根据市场需求和产品定价,预计年销售收入约为X万元。
3.成本预测:根据生产工艺和设备使用情况,预计年总成本约为X万元。
4.税费分析:按照国家税法规定,预计年度纳税额约为X万元。
5.利润分析:根据收入和成本预测,预计年净利润约为X万元。
6.投资回收期:根据年净利润和总投资额计算,预计投资回收期约为X年。
六、风险分析1.市场风险:太阳能产业市场竞争激烈,需求不确定因素存在,市场风险较高。
2.技术风险:新建晶体硅太阳能电池及组件生产厂需要具备一定的技术实力和创新能力,技术风险较高。
3.资金风险:项目总投资较大,资金压力较大,存在筹资难度和资金回收风险。
七、项目建议1.项目可行性:本项目有利可图,市场需求持续增长,具备较高的投资回报率。
2.技术创新:加大技术研发投入,提升生产工艺和设备水平,提高产品竞争力。
3.建立合作:与上下游企业建立合作关系,共同推动产业链的发展。
晶硅太阳能电池生产建设项目可行性研究报告核心提示:晶硅太阳能电池生产建设项目投资环境分析,晶硅太阳能电池生产建设项目背景和发展概况,晶硅太阳能电池生产建设项目建设的必要性,晶硅太阳能电池生产建设行业竞争格局分析,晶硅太阳能电池生产建设行业财务指标分析参考,晶硅太阳能电池生产建设行业市场分析与建设规模,晶硅太阳能电池生产建设项目建设条件与选址方案,晶硅太阳能电池生产建设项目不确定性及风险分析,晶硅太阳能电池生产建设行业发展趋势分析提供国家发改委甲级资质专业编制写:晶硅太阳能电池生产建设项目建议书晶硅太阳能电池生产建设项目申请报告晶硅太阳能电池生产建设项目环评报告晶硅太阳能电池生产建设项目商业计划书晶硅太阳能电池生产建设项目资金申请报告晶硅太阳能电池生产建设项目节能评估报告晶硅太阳能电池生产建设项目规划设计咨询晶硅太阳能电池生产建设项目可行性研究报告【主要用途】发改委立项,政府批地,融资,贷款,申请国家补助资金等【关键词】晶硅太阳能电池生产建设项目可行性研究报告、申请报告【交付方式】特快专递、E-mail【交付时间】2-3个工作日【报告格式】Word格式;PDF格式【报告价格】此报告为委托项目报告,具体价格根据具体的要求协商,欢迎进入页眉中公司网址,查找联系方式,工程师会给您满意的答复。
【报告说明】本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告,此报告为个性化定制服务报告,我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求,修订报告目录,并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容,为企业项目立项、上马、融资提供全程指引服务。
可行性研究报告是在制定某一建设或科研项目之前,对该项目实施的可能性、有效性、技术方案及技术政策进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价,以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。
可行性研究报告主要内容是要求以全面、系统的分析为主要方法,经济效益为核心,围绕影响项目的各种因素,运用大量的数据资料论证拟建项目是否可行。
晶硅电池扩散工艺报告晶硅电池是一种常用的太阳能电池,其效率高、重金属污染较少等特点使其成为光伏产业的主流。
而晶硅电池的制备过程中的扩散工艺起着至关重要的作用。
以下是一份关于晶硅电池扩散工艺的报告。
一、扩散工艺的定义和作用扩散工艺是晶硅电池制备过程中的一个重要环节,其主要目的是将P 型硅片(或补偿掺杂后的N型硅片)与N型硅片相互扩散,形成P-N结。
实现P-N结的形成后,光照下会形成电场,引导电子从N型区域向P型区域运动,产生电流,从而实现了光电转换。
扩散工艺需要掌握的主要参数有:扩散温度、扩散时间、扩散源中的掺杂浓度和扩散过程中的气氛等。
这些参数的优化和合理控制,会直接影响晶硅电池的光电转换效率和性能。
二、扩散工艺的步骤和措施1.硅片清洗:清洗硅片的目的是去除表面的杂质、油污和氧化物等,以保证扩散剂能均匀地附着在硅片表面。
常见的清洗方法包括酸洗、碱洗和水浸等。
2.扩散源涂布:将含有扩散源(主要是掺杂浓度较高的硼化硅胶体溶液)的液体均匀地涂布在硅片表面,确保扩散源能均匀地分布在整个硅片上。
3.预扩散:将涂布了扩散源的硅片放入预热炉中,在较低的温度下进行预热,以去除一部分溶液中的溶剂和水分,使扩散源更好地附着在硅片上。
4.正式扩散:将经过预热的硅片放入扩散炉中,进行正式的扩散过程。
扩散过程中,扩散炉中的温度和气氛会影响掺杂剂在硅片中的扩散深度和浓度分布,需要经过不断的实验和参数调整才能得到最佳的结果。
5.后处理:扩散完成后,需要对硅片进行清洗、退火和光学涂层等处理,以提高电池的效率和稳定性。
三、扩散工艺的技术挑战和解决方案1.掺杂浓度控制:掺杂剂的浓度直接影响着晶硅电池的电性能。
常用的掺杂剂有硼、磷等,需要通过精确的配比和扩散工艺控制,才能实现理想的掺杂浓度。
2.温度均匀性:扩散炉中的温度均匀性对扩散工艺的影响很大。
不均匀的温度分布会导致掺杂剂在硅片上的分布不均匀,影响电池的性能。
通过合理设计加热元件和控温系统,可以提高温度的均匀性。
晶体硅太阳能电池制造工艺原理晶体硅太阳能电池制造工艺原理太阳能电池是利用光能将光能转化为电能的装置。
晶体硅太阳能电池是目前使用最广泛的太阳能电池之一,其制造工艺原理包括晶体硅的制备、制作晶体硅片、制作太阳能电池及其组件的制作等多个步骤。
晶体硅的制备是晶体硅太阳能电池制造过程的第一步。
通常采用等离子炉法制备晶体硅。
在这个过程中,将高纯度的硅原料加入炉中,经过高温的等离子炉炉膛进行等离子化并气化成SiH4和H2混合气体,再通过石英管引入沉积金属硅,形成硅塞,最后进行炉子预热、炉体升温、熔化硅塞、熔化温度升高、等温保温等多个步骤,最终得到晶体硅。
制作晶体硅片是晶体硅太阳能电池制造的关键步骤之一。
晶体硅片是太阳能电池的基片,可以通过多晶硅单晶化工艺制备。
首先,将晶体硅切割成所需厚度的硅片;然后,在硅片表面进行化学蚀刻,清除表面的杂质和氧化层;接着,使用气相外延法将切割晶体硅片的表面植入硼或磷等杂质,形成正负型掺杂;最后,通过高温处理改善晶体硅片的电学性能。
制作太阳能电池则是晶体硅太阳能电池制造的核心过程之一。
其原理是将制备好的晶体硅片,经过一系列的工艺步骤,形成具有PN结的太阳能电池。
首先,在晶体硅片表面进行反射膜涂布,提高太阳能的吸收能力;然后,将表面涂布过反射膜的晶体硅片进行光电转换效率测试,并对其进行分类和分级;接着,通过光刻法在硅片表面形成导线电极,并进行扩散辐射、草图匹配等步骤;最后,将表面镀金或铝形成电池的另一电极。
在太阳能电池的组件制作过程中,需要将多个太阳能电池串联或并联,以提高输出电压或电流。
这一过程的原理是将多个太阳能电池的正负极通过金属线连接,形成太阳能电池组件。
同时,在组件制作过程中,还需要加入背板、边框等结构件,以保护太阳能电池并提高组件的稳定性和耐久性。
总之,晶体硅太阳能电池制造工艺原理主要包括晶体硅的制备、制作晶体硅片、制作太阳能电池及其组件的制作等多个步骤。
这些步骤通过不同的工艺手段,最终形成了高效、稳定和可靠的晶体硅太阳能电池产品,为太阳能发电提供了重要的技术支持。
晶硅太阳能电池生产线工艺及设备调研报告精编WORD版
IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】 晶硅太阳能电池生产线工艺及设备调研 第一章 背景及原理 第二章 主要生产工艺过程 第三章 主要设备介绍 第四章 深圳相关公司介绍 第五章 我国晶硅太阳能电池设备存在三大问题(引用网络文章) 第一章 背景及原理 1.1 背景 略(光伏意义,政府政策等) 1.2 硅太阳能电池的结构及其工作原理 其主要是利用硅半导体p-n结的光生伏打效应。即当太阳光照射p-n结时,便产生了电子-空穴对,并在内建电场的作用下,电子驱向n型区,空穴驱向p型区,从而使n区有过剩的电子,p区有过剩的空穴,于是在p-n结的附近形成了与内建电场方向相反的光生电场。在n区与p区间产生了电动势。当接通外电路时便有了电流输出。
1.3 常见的硅基太阳能电池外观 单晶硅太阳电池 多晶硅 非晶硅太阳电池 第二章 主要生产工艺过程 我们就硅太阳电池的制造工艺流程以及各工序进行简单的介绍。 晶体硅太阳能电池制造的常规工艺流程主要包括:硅片清洗、绒面制备、扩散制结、(等离子周边刻蚀)、去PSG(磷硅玻璃) 、PECVD 减反射膜制备、电极(背面电极、铝背场和正电极) 印刷及烘干、烧结、Laser和分选测试等。同时,在各工序之间还有检测项目,主要有抽样检测制绒效果、抽样 测方块电阻、抽样测氮化硅减反射膜厚度和折射率等项目。
2.1 目前硅太阳能电池制造工序 制绒清洗工序 (a).单晶制绒---捷佳创 目的与作用: (1)去除单晶硅片表面的机械损伤层和氧化层。 (2)为了提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率,根据单晶硅的各向异性的特性,利用碱(KOH)与醇(IPA)的混合溶液在单晶硅表面形成类似“金字塔”状的绒面,有效增强硅片对入射太阳光的吸收,从而提高光生电流密度。 (c). 去磷硅玻璃---PS 在扩散过程中发生如下反应: POCl3分解产生的P2O5淀积在硅片表面, P2O5与Si反应生成SiO2和磷原子: 这样就在硅片表面形成一层含有磷元素的SiO2,称之为磷硅玻璃。 去除磷硅玻璃的目的、作用: 1. 磷硅玻璃的厚度在扩散中工艺难控制,且其工艺窗口太小,不稳定。 2. 磷硅玻璃的折射率在1.5左右,比氮化硅折射率(2.07左右)小,若磷硅玻璃较厚会降低减反射效果。
3. 磷硅玻璃中含有高浓度的磷杂质,会增加少子表面复合,使电池效率下降。 扩散工序 扩散的目的:制造太阳能电池的PN结。 PN结是太阳能电池的“心脏” 。 制造PN结,实质上就是想办法使受主杂质在半导体晶体内的一个区域中占优势(P型),而使施主杂质在半导体内的另外一个区域中占优势(N型),这样就在一块完整的半导体晶体中实现了P型和N型半导体的接触。
PECVD工序 沉积减反射膜的作用、目的: 1. 沉积减反射膜实际上就是对电池进行钝化。钝化可以去掉硅电池表面的悬空键和降低表面态,从而降低表面复合损失,提高太阳电池的光电转换效率。
2. 钝化作用能使硅电池表面具有很小的反射系数,减少光反射损失,提高太阳电池的光电转换效率。
丝网印刷工序 上电极以及正面的小栅线是银浆 背电极是银铝浆 背电场是铝浆 背电极、上电极以及小栅线起到收集电子的作用。 背电场的作用是可以提高电子的收集速度,从而提高电池的短路电流(J SC)和开路电
压(V OC)进而提高电池的光电转换效率。
烧结工序 烧结的目的、作用: 燃尽浆料的有机组分,使浆料和硅片形成良好的欧姆接触,从而提高开路电压和短路电流并使其具有牢固的附着力与良好的可焊性。 背面场经烧结后形成的铝硅合金,铝在硅中是作为P型掺杂,它可以减少金属与硅交接处的少子复合,从而提高开路电压和短路电流,改善对红外线的响应。
上电极的银、氮化硅、二氧化硅以及硅经烧结后形成共晶,从而使电极与硅形成良好的欧姆接触,从而提高开路电压和短路电流。
Laser刻蚀工序 Laser刻蚀的目的、作用: 用激光切出绝缘沟道,可以使电池短路,减少电流泄漏。 测试分选工序 主要是测量电池片的短路电流(JSC)、开路电压(VOC)、填充因子(FF),经计
算得出电池的光电转换效率(η) 。
根据电池的光电转换效率(η)对电池片进行分类。 测试分类 发电应用 主要的多晶硅生产工艺 1、改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法 改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购氯化氢),氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。 2、硅烷法——硅烷热分解法 硅烷(SiH4)是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。以前只有日本小松掌握此技术,由于发生过严重的爆炸事故后,没有继续扩大生产。但美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。
3、流化床法 以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内(沸腾床)高温高压下生成三氯氢硅,将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅,继而生成硅烷气。
制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅产品。因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大,生产效率高,电耗低与成本低,适用于大规模生产太阳能级多晶硅。唯一的缺点是安全性差,危险性大。其次是产品纯度不高,但基本能满足太阳能电池生产的使用。
此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。
4、太阳能级多晶硅新工艺技术 除了上述改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外,还涌现出几种专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。
1)冶金法生产太阳能级多晶硅 主要工艺是:选择纯度较好的工业硅(即冶金硅)进行水平区熔单向凝固成硅锭,去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后,进行粗粉碎与清洗,在等离子体融解炉中去除硼杂质,再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭,去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分,经粗粉碎与清洗后,在电子束融解炉中去除磷和碳杂质,直接生成太阳能级多晶硅。
2)气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅 主要工艺是:将反应器中的石墨管的温度升高到1500℃,流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上部注入,在石墨管内壁1500℃高温处反应生成液体状硅,然后滴入底部,温度回升变成固体粒状的太阳能级多晶硅。
3)重掺硅废料提纯法生产太阳能级多晶硅 生产工艺及设备选型参考: 太阳能电池生产线工艺流程 1.清洗制绒工艺流程 第五章 我国晶硅太阳能电池设备存在三大问题(引用网络文章) 我国晶硅太阳能电池设备 2013年市场继续低迷 根据我国15家主要晶硅太阳能电池设备制造商的统计(2013年有2家太阳能电池设备制造商退出):2013年共销售1155台,同比减少36.64%;销售收入完成13.15亿元,同比减少48.1%。
我国15家主要晶硅太阳能电池设备制造商,2013年晶硅材料生长加工设备销售收入为5.29亿元,同比减少52.6%。晶硅太阳能电池芯片制造设备销售收入为7.86亿元,同比减少44.5%。
我国晶硅太阳能电池设备 存在三大问题 经过10年的磨练,中国晶硅太阳能电池设备企业从晶体硅生长、硅片加工到太阳能电池芯片的生产,已经初步具备成套供应能力,并且在国产晶硅太阳能电池设备生产线上,多晶硅电池量产效率也达到17.6%。但与国际先进水平比较,我国晶硅太阳能电池装备产业还存在发展短板,主要问题有:第一,我国的晶硅太阳能电池设备在稳定性和可靠性方面还存在差距。这主要源于我国的零部件基础配套能力和装备制造本身的工艺技术水平不足。目前,我国晶硅太阳能电池设备用的关键零部件,要么国内无法供应,要么技术要求达不到,只能依赖进口产品。
第二,在晶硅太阳能电池设备种类方面,我们还不能实现完全自主配套。如硅片金刚线切割设备、多晶硅电池的制绒、湿法腐蚀设备和自动插片机设备等,还主要依赖进口产品。 第三,设备自动化程度较低,不仅影响产能也导致成本难以降低。对于未来光伏产业发展判断,将来一定要走大规模自动化生产方式,为此,国外对光伏自动化电池生产线研究早就开始了,目前也具备自动化生产线的建设能力,而我国尚处于研究阶段。
2014年我国晶硅太阳能 电池设备销售将走出低谷 首先,今年全球光伏发电有望继续扩大,中国市场将继续保持增长态势,内需将带动我国光伏设备市场的复苏。
2014年一批拥有核心竞争力的企业将进一步做大做强。由于价格的下降、生产厂商的整合以及更平衡的供求关系,光伏需求将继续增长,光伏行业将于2014年从需求约束市场转变为典型的供应驱动市场。预计2014年光伏组件产量将增长7.7%。从第一季度主要太阳能设备生产企业的经济运行分析来看,太阳能电池设备行业要到2014年下半年才能逐步开始复苏,走出低谷,第四季度有望小幅增长。
其次,晶硅太阳能电池设备的升级和更新将是今年的市场亮点,低端设备将退出市场。
2013年又研制出的一批新的晶硅太阳能电池设备(在线湿法刻蚀设备、减压扩散炉、ALD原子层沉积Al2O3钝化膜设备、超细栅印刷设备、全自动太阳能电池测试分选机等),2014年这批新设备将进入市场,这不仅使太阳能电池片生产线的产能和转换效率得到明显的提高,同时也使太阳能电池片的成本继续下降。